核纖層蛋白病（laminopathies）是主要影響肌肉組織的遺傳性疾病，這類疾病包括Emery—Dreifuss肌營養(yǎng)不良癥、擴(kuò)張型心肌病、肢帶型肌營養(yǎng)不良和早老癥（Hutchison-Gilford progeria syndrome）等。核纖層位于細(xì)胞核膜的內(nèi)側(cè)，在為細(xì)胞核提供機(jī)械穩(wěn)定性的同時(shí)，也參與了核內(nèi)的多種生物學(xué)過程。而核纖層蛋白是核纖層中的關(guān)鍵組分。
如果編碼核纖層蛋白lamin或lamin相關(guān)蛋白的基因發(fā)生了突變，就會引發(fā)核纖層蛋白病，例如編碼核膜蛋白lamin A 和C的基因LMNA。LMNA基因突變與多種核纖層蛋白病有關(guān)，絕大多數(shù)該基因上的突變影響的是骨骼肌和心肌，不過此前人們對這其中的機(jī)制還并不了解。關(guān)于核纖層組分發(fā)生突變的致病機(jī)理，目前存在著兩種理論。一些人認(rèn)為，核纖層組分的突變改變了細(xì)胞核的結(jié)構(gòu)，對承受機(jī)械力的組織（如肌肉）產(chǎn)生影響，使其中的細(xì)胞死亡。另一些人指出，核纖層組分的突變破壞了核纖層，引起基因表達(dá)譜的改變，從而對相關(guān)細(xì)胞產(chǎn)生危害。
現(xiàn)在，美國和芬蘭的科學(xué)家聯(lián)手進(jìn)行了一項(xiàng)新研究，將上述兩種理論了起來。研究顯示，核纖層蛋白病的相關(guān)突變，使核纖層的結(jié)構(gòu)發(fā)生異常，影響了特定轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)蛋白的功能，并由此改變了相關(guān)基因的表達(dá)。文章于五月五日發(fā)表在Nature雜志上。研究人員對核纖層蛋白病的細(xì)胞進(jìn)行了研究，解析了LMNA突變引發(fā)核纖層蛋白病的分子機(jī)制。他們發(fā)現(xiàn)在這些細(xì)胞中，血清應(yīng)答因子SRF的調(diào)控受到影響，而SRF控制著許多重要基因的表達(dá)。
Emerin蛋白是細(xì)胞核膜的重要組分，能夠調(diào)節(jié)細(xì)胞核中的肌動蛋白actin，而actin蛋白又是MKL1的關(guān)鍵調(diào)節(jié)子。研究顯示，LMNA突變會改變emerin在細(xì)胞中的定位，并通過actin調(diào)節(jié)MKL1，zui終影響SRF的活化。研究人員指出，在核纖層蛋白病中，錯誤定位的emerin通過MKL1減弱了SRF的活性，減少了SRF目標(biāo)基因的表達(dá)。許多SRF所靶標(biāo)的基因都對肌肉功能很關(guān)鍵，因此核纖層蛋白病主要影響的是肌肉組織。這一發(fā)現(xiàn)，將核膜結(jié)構(gòu)異常與基因表達(dá)改變了起來。
這項(xiàng)研究解析了核纖層蛋白病背后的關(guān)鍵分子，為該疾病的患者帶來了新的希望。研究人員認(rèn)為，在核纖層蛋白病中恢復(fù)MKL1的活性，可以有效對這類毀滅性疾病進(jìn)行介入和治療。
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