Transcriptomic profiling of skeletal muscle in the DMDmdx rat model of Duchenne muscular dystrophy

Tämä vuoden 2025 Scientific Reports -julkaisu on Ebrahimpour Gorjin ja kollegoiden työ. Tutkimusta johti Varsovan elämäntieteiden yliopiston ryhmä yhteistyökumppaneineen Ranskasta, Isosta-Britanniasta ja Iranista. Siinä esitellään Sprague-Dawley-rotan DMD^mdx-mallin yhdistetty histopatologinen, biokemiallinen ja transkriptominen karakterisointi Duchennen lihasdystrofiasta. Kirjoittajat väittävät, että tämä rottamalli sopii ihmisen DMD-taudin mallina paremmin kuin laajalti käytetty mdx-hiiri, jonka lihakset uusiutuvat epätavallisen voimakkaasti ja jonka oireet ovat lievemmät. Tavoitteena oli kartoittaa dystrofisen lihaksen molekyylitason tilannetta taudin välivaiheessa. Tutkimuksessa seurattiin seitsemää dystrofiinia puuttuvaa rottaa ja seitsemää villityypin pentuetoveria noin neljän kuukauden iässä. Biceps femoris -lihaksesta tehtiin histologinen tarkastelu H&E-, Picrosirius red- ja Koss-värjäyksillä. Veriplasmasta mitattiin yhdeksäntoista biokemiallista parametria, ja lihashomogenaateista testattiin hapetustilan merkkiaineita, kuten TAS, glutationireduktaasi, glutationiperoksidaasi, SOD ja TBARS. Transkriptomiosassa neljän eläimen RNA kustakin genotyypistä sekvensoitiin ja analysoitiin HISAT2-kohdistuksella, featureCounts-kvantifioinnilla, DESeq2-differentiaalisella ilmentymisanalyysillä sekä GO/KEGG/Reactome-rikastuksella.

Dystrofiset rotat osoittivat odotetun patologian: laajaa multifokaalista myofiberien nekroosia, mononukleaarista tulehdussoluinfiltraatiota, pienentyneitä myofiberien halkaisijoita ja voimakasta interstitiaalista fibroosia. Sidekudos muodosti 44,3 % lihaksen poikkileikkauksesta, kun villityypin kontrollieläimillä vastaava osuus oli vain 4,0 %. Lihasvaurion plasmamerkkiaineet (CPK, LDH ja ALT) olivat jyrkästi kohonneet, ja kalsiumin, natriumin, fosforin, magnesiumin, kaliumin, glukoosin ja urean pitoisuudet olivat häiriintyneet. Antioksidanttikapasiteetti oli selvästi heikentynyt: TAS oli pienempi, ja glutationireduktaasin ja -peroksidaasin aktiivisuus oli alentunut, vaikka SOD-aktiivisuus ei eronnut ryhmien välillä. RNA-seq tunnisti 3 615 eri tavalla ilmentynyttä geeniä (1 824 ylössäädettyä ja 1 791 alassäädettyä), jotka rikastuivat aktiinin sytoskeleton järjestäytymiseen, solunulkoisen matriisin järjestäytymiseen, kalsiumionien sitoutumiseen ja lihasten supistumiseen. Keskeisiä rakenne- ja uusiutumisgeenejä oli alassäädettyinä, muun muassa Dmd, Actc1, Col6a1, Mmp2, Igf1 sekä uusiutumiseen liittyvät myosiinit Myh3 ja Myh8. Tulehdukseen ja Wnt-signaloinnin estoon liittyvät geenit, kuten Tnfrsf19, Nos2 ja Dkk1, olivat puolestaan ylössäädettyjä. KEGG-analyysi korosti MAPK- ja kalsiumsignalointia, ja Reactome painotti immuuni- ja ECM-reittejä. Kirjoittajat päättelevät, että rottamalli tuottaa enemmän DEG-geenejä ja vakavampaa patologiaa kuin mdx-hiiret, joten se on translationaalisesti merkityksellisempi alusta. He yhdistävät löydökset mahdollisiin hoitokohteisiin, joihin kuuluvat fibroosin vastaiset, tulehduksen vastaiset ja PI3K/AKT-signalointia moduloivat strategiat.