免疫相关GTP酶在重症肌无力肌纤维型别转换中的作用及机制研究

Myasthenia gravis (MG) is a kind of autoimmune disease characterized by skeletal muscle fatigue weakness. A large number of researches focused on the regulation of immunity and eliminating the self-antibody, but gave less attention to the muscle tissue which functions as target organ in the development of MG. Much more papers reveal that the muscle weakness still exists after the improvement of body’s immune status that suggests the pathological change of target organ’s muscle tissue doesn’t improve, namely the changing of myofiber subtype from type I into II. Based on our previous research data we found that Immunity-related GTPase (IRGM / Irgm1) which could combine with the membrane protein of mitochondria was an important factor in the regulation of myofiber transformation, and the overexpressed Irgm1 in myotube was tended to transfer to type II. Combining with the preliminary work and the existing knowledge about myofiber transformation, our project based on the mice MG model (Experiment autoimmune myastheina gravis, EAMG) and MG patients’ muscle tissue to verify the hypothesis that Irgm1 could promote the chage of myofibers from type I to type II by inducing the mitophagy leading to the exacerbation of muscle fatigue in the processes of MG and EAMG, from the levels of laboratory animal, neuromuscular unit, single muscle fiber, myotubes and myoblast. It is not only helpful to explore MG nosogenesis, but also provides an important theoretical basis and new ideas for MG clinical treatment.

重症肌无力（MG）是表现为骨骼肌疲劳性无力的自身免疫疾病，大量研究集中在如何调节机体免疫力和去除自身抗体上，而对主要受累器官骨骼肌并未给予足够重视。研究表明，机体免疫状态改善后，肌无力现象仍然存在，提示骨骼肌本身病理变化在MG发病过程中起到至关重要作用。我们前期研究发现，MG动物模型EAMG小鼠骨骼肌发生肌纤维由I型向II型转换的病理变化，且初步证实免疫相关GTP酶（Irgm1）参与该型别转换的发生过程与疾病过程。结合前期工作和现有肌纤维转型知识，本项目以EAMG小鼠和MG病人肌肉组织为研究对象，从实验动物、神经肌肉单元、单根肌纤维、成肌细胞等多个层次逐层深入，拟验证在MG/EAMG发病中，肌无力的产生与肌纤维转型的关系，探讨IRGM/Irgm1通过诱导线粒体自噬，促使肌纤维由I型向II型转换的机制至加重肌肉疲劳的假说。这不仅有助于探讨MG发病机制，也为MG治疗提供重要理论依据和全新思路。

骨骼肌是横纹肌，其质量占成年人群体重的30%~50%，能够受外周神经控制。每块骨骼肌包含固定比例的快、慢肌纤维，它们以固定的模式分布，以实现特定的运动功能。在骨骼肌相关疾病的发生过程中，肌纤维型别是如何被指定的，人们对此知之甚少。重症肌无力是一类伴有骨骼肌运动功能障碍的神经系统自身免疫性疾病，本研究拟探讨在该疾病发生过程中肌纤维的型别的变化情况及免疫相关GTP酶所起的作用。.经过四年的努力工作，我们如期完成了“免疫相关GTP酶在重症肌无力肌纤维型别转换中的作用及机制研究”课题中各项技术指标。首先，我们建立了稳定的EAMG动物模型，在此基础上证实了：在EAMG鼠发病过程中骨骼肌出现萎缩，骨骼肌肌纤维亚型由快肌纤维转为慢肌纤维，代表快肌纤维的特异性蛋白水平下降，代表慢肌纤维的特异性蛋白水平上升，骨骼肌纤维中线粒体的耗氧能力上升。其次，我们克隆了免疫相关GTP酶（Irgm1）基因，并且证实了：Irgm1在亚细胞中的定位广泛分布在线粒体等多个细胞器，Irgm1在肌肉组织和肌纤维中表达较高，而在成肌细胞、肌管表达相对较低。最后，借助于Irgm1基因敲除小鼠，我们证实了：与WT小鼠相比较，Irgm1-/-小鼠骨骼肌损伤后的修复不良，Irgm1对于成肌细胞本身的分化没有影响，但是Irgm1-/-小鼠体内环境不利于与肌肉再生。.本课题所取得的成果包括发表科研论文7篇，其中SCI收录6篇，国内科技核心期刊收录1篇，都已标注该国自然基金号。课题组成员参加国内学术会议4人次，参加国际学术会议4人次，在国际学术会议上做报告1人次。培养硕士研究生5名，其中已毕业2名，在读3名。.通过该课题的研究丰富了EAMG发病机制理论，拓宽了Irgm1在肌肉组织中的研究领域，为进一步研究Irgm1的生物学功能提供了新的靶点和思路。