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MSTN:肌肉疾病靶向治療的關(guān)鍵靶點(diǎn)

日期:2025-05-21 11:15:11

近期,KerosTherapeutics,Inc公布了KER-065針對(duì)杜氏肌營(yíng)養(yǎng)不良癥患者的積極1期臨床試驗(yàn)結(jié)果,首次驗(yàn)證了其在神經(jīng)肌肉疾病患者中的安全性。KER-065是一種靶向ActivinA、MSTN(肌肉生長(zhǎng)抑制素)和TGF-β信號(hào)通路的重組蛋白類藥物,通過抑制這些靶點(diǎn)發(fā)揮治療作用。其適應(yīng)癥覆蓋神經(jīng)系統(tǒng)疾病、內(nèi)分泌與代謝疾病、遺傳病與畸形(如杜氏肌營(yíng)養(yǎng)不良癥)及皮膚/肌肉骨骼疾病等,有望突破傳統(tǒng)單靶點(diǎn)藥物在肌肉萎縮性疾病中的療效限制。為更好地理解KER-065的潛在機(jī)制,深入探究MSTN的生物學(xué)背景及其在疾病中的作用至關(guān)重要。


1. MSTN的背景介紹

肌肉生長(zhǎng)抑制素(Myostatin, MSTN),又稱生長(zhǎng)分化因子8(GDF-8),是轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子β(TGF-β)超家族的關(guān)鍵成員,對(duì)骨骼肌生長(zhǎng)起負(fù)調(diào)控作用。早在比利時(shí)藍(lán)牛和皮埃蒙特牛中,就因MSTN基因突變出現(xiàn)肌肉肥大現(xiàn)象 [1,4,11],且人類中MSTN功能缺失突變也與先天性肌肉過度增生相關(guān) [7],凸顯其在肌肉發(fā)育調(diào)控中的關(guān)鍵地位。除肌肉領(lǐng)域外,MSTN還深度參與骨骼代謝、脂肪沉積以及胰腺等多器官的生理與病理進(jìn)程。

MSTN基因在物種間高度保守,其編碼前體蛋白經(jīng)蛋白酶切割后釋放活性結(jié)構(gòu)域,并與激活素Ⅱ型受體(ACVR2A/ACVR2B)結(jié)合以傳遞信號(hào) [2,7]。在畜禽育種實(shí)踐中,MSTN編輯技術(shù)已被廣泛用于培育高瘦肉率品種,如敲除MSTN的綿羊、豬和雞均展現(xiàn)出顯著的肌肉增長(zhǎng)態(tài)勢(shì) [6,12,14]。


2. MSTN作用機(jī)制與信號(hào)通路

2.1 核心信號(hào)通路

MSTN主要通過經(jīng)典TGF-β信號(hào)通路抑制肌肉生長(zhǎng),其活性形式與ACVR2型受體結(jié)合后,招募激活素受體樣激酶(ALK4/5/7),進(jìn)而磷酸化Smad2/3蛋白,最終抑制成肌細(xì)胞增殖與分化 [2,7]。此外,MSTN還能借助非Smad通路,包括ERK1/2、p38MAPK等 [7,12],對(duì)肌肉代謝進(jìn)行精準(zhǔn)調(diào)控。例如,在C2C12肌細(xì)胞內(nèi),MSTN通過抑制AKT信號(hào)通路阻斷肌管肥大進(jìn)程,而MSTN敲除操作則會(huì)激活A(yù)KT,促進(jìn)肌肉生長(zhǎng) [7];在牛成肌細(xì)胞中,MSTN突變致使Smad2/3磷酸化水平下降,同時(shí)上調(diào)BMP信號(hào)通路,推動(dòng)成骨分化 [13]

2.2 組織特異性調(diào)控

  • 肌肉發(fā)育: 在骨骼肌中呈現(xiàn)高表達(dá)狀態(tài),對(duì)衛(wèi)星細(xì)胞活化和肌纖維肥大發(fā)揮抑制作用。研究顯示,敲除MSTN的小鼠和綿羊肌纖維數(shù)量及直徑均顯著增長(zhǎng) [6,12]。
  • 骨骼與脂肪: 同源蛋白GDF11能激活BMP信號(hào)促進(jìn)成骨,然而MSTN自身卻通過抑制成骨細(xì)胞分化以及促進(jìn)破骨細(xì)胞生成,引發(fā)骨量減少 [7]。在脂肪代謝方面,MSTN抑制脂肪細(xì)胞分化,其突變與畜禽脂肪沉積量降低存在關(guān)聯(lián) [13]。
  • 胰腺病理:MSTN基因突變的犢牛會(huì)發(fā)生胰腺腺泡細(xì)胞壞死以及炎癥細(xì)胞浸潤(rùn),從而引發(fā)致死性胰腺炎,為MSTN參與胰腺穩(wěn)態(tài)調(diào)控提供了有力證據(jù) [1]。

3. MSTN相關(guān)疾病

3.1 肌肉萎縮與肌病

MSTN 過度表達(dá)與杜氏肌營(yíng)養(yǎng)不良(DMD)、衰老相關(guān)肌少癥等肌肉萎縮疾病密切相關(guān)。阻斷MSTN信號(hào)可改善小鼠模型的肌肉功能 [3,7]。臨床試驗(yàn)中,抗MSTN抗體在DMD患者中顯示肌肉體積增加,但功能改善有限 [3]。

3.2 代謝性疾病

MSTN 抑制胰島素信號(hào),其血清水平與肥胖、2 型糖尿病呈正相關(guān)。在豬模型中,MSTN編輯減少脂肪沉積,改善葡萄糖代謝 [13,14]。

3.3 骨骼疾病

MSTN通過抑制成骨細(xì)胞活性和促進(jìn)破骨細(xì)胞生成參與骨質(zhì)疏松。敲除MSTN的綿羊表現(xiàn)出骨密度增加,而抑制GDF11(與MSTN共享受體)則導(dǎo)致骨強(qiáng)度下降 [7]。


4. MSTN藥物研究進(jìn)展

近期MSTN藥物研發(fā)取得了一定進(jìn)展,抗體類藥物如Apitegromab、Emugrobart、Trevogrumab等都處于不同階段的臨床試驗(yàn)中,它們通過不同的機(jī)制抑制MSTN的活性,以治療多種疾病如脊髓性肌萎縮癥、肥胖、面肩肱型肌營(yíng)養(yǎng)不良癥等。小分子抑制劑及其他類型藥物方面也有多條管線在研,已進(jìn)入臨床階段的整理如下表:

藥物 藥物類型 在研適應(yīng)癥(疾病名) 在研機(jī)構(gòu) 最高研發(fā)階段
Apitegromab 單克隆抗體 脊髓性肌萎縮 | 萎縮 | 青少年脊髓性肌萎縮癥 | II型脊髓性肌萎縮 | 肥胖 | 肌肉生長(zhǎng)抑制素相關(guān)的肌肉肥大 Scholar Rock, Inc. 申請(qǐng)上市
他特西普α Fc融合蛋白 脊髓性肌萎縮 | 肥胖 Biohaven Pharmaceuticals, Inc. | Biohaven Ltd. 臨床3期
Emugrobart 單克隆抗體 脊髓性肌萎縮 | 面肩肱型肌營(yíng)養(yǎng)不良 | 肥胖 | 神經(jīng)肌肉疾病 Hoffmann-La Roche, Inc. | Genentech, Inc. | Roche Holding AG 臨床2/3期
AAV1-FS344 腺相關(guān)病毒基因治療 杜氏肌營(yíng)養(yǎng)不良癥 | 包涵體肌炎 Milo Biotechnology LLC | Nationwide Children's Hospital 臨床2期
Trevogrumab 單克隆抗體 肥胖 Regeneron Pharmaceuticals, Inc. 臨床2期
EL-22 益生菌 肥胖 MOA Life Plus Co., Ltd. 臨床1期
KER-065 重組蛋白 神經(jīng)肌肉疾病 | 肥胖 | 杜氏肌營(yíng)養(yǎng)不良癥 Keros Therapeutics, Inc. 臨床1期

5. MSTN相關(guān)產(chǎn)品

盡管MSTN抑制劑在動(dòng)物模型中效果顯著,其臨床轉(zhuǎn)化依然面臨挑戰(zhàn),如脫靶效應(yīng)、遞送效率、安全性等。華美生物提供MSTN相關(guān)重組蛋白、抗體和ELISA試劑盒 ,旨在幫助科研工作者進(jìn)行MSTN作用機(jī)制與臨床轉(zhuǎn)化方向的研究,以推動(dòng)MSTN靶向療法在肌肉疾病和畜禽育種中的應(yīng)用。


參考文獻(xiàn):

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