骨骼肌作为肌萎缩侧索硬化症疾病进展的分子和细胞生物标志物：叙述性综述

doi:10.4103/1673-5374.382226

摘要/Abstract

摘要： https://orcid.org/0000-0001-9391-7464 (Peter H. King)

Abstract: Amyotrophic lateral sclerosis is a fatal multisystemic neurodegenerative disease with motor neurons being a primary target. Although progressive weakness is a hallmark feature of amyotrophic lateral sclerosis, there is considerable heterogeneity, including clinical presentation, progression, and the underlying triggers for disease initiation. Based on longitudinal studies with families harboring amyotrophic lateral sclerosis-associated gene mutations, it has become apparent that overt disease is preceded by a prodromal phase, possibly in years, where compensatory mechanisms delay symptom onset. Since 85–90% of amyotrophic lateral sclerosis is sporadic, there is a strong need for identifying biomarkers that can detect this prodromal phase as motor neurons have limited capacity for regeneration. Current Food and Drug Administration-approved therapies work by slowing the degenerative process and are most effective early in the disease. Skeletal muscle, including the neuromuscular junction, manifests abnormalities at the earliest stages of the disease, before motor neuron loss, making it a promising source for identifying biomarkers of the prodromal phase. The accessibility of muscle through biopsy provides a lens into the distal motor system at earlier stages and in real time. The advent of “omics” technology has led to the identification of numerous dysregulated molecules in amyotrophic lateral sclerosis muscle, ranging from coding and non-coding RNAs to proteins and metabolites. This technology has opened the door for identifying biomarkers of disease activity and providing insight into disease mechanisms. A major challenge is correlating the myriad of dysregulated molecules with clinical or histological progression and understanding their relevance to presymptomatic phases of disease. There are two major goals of this review. The first is to summarize some of the biomarkers identified in human amyotrophic lateral sclerosis muscle that have a clinicopathological correlation with disease activity, evidence of a similar dysregulation in the SOD1G93A mouse during presymptomatic stages, and evidence of progressive change during disease progression. The second goal is to review the molecular pathways these biomarkers reflect and their potential role in mitigating or promoting disease progression, and as such, their potential as therapeutic targets in amyotrophic lateral sclerosis.

Key words: amyotrophic lateral sclerosis, biomarkers, clinicopathological correlation, disease progression, muscle biomarkers, neurogenic atrophy, neuromuscular junction, non-coding RNAs, presymptomatic stages, skeletal muscle, SOD1G93A mouse model

. 骨骼肌作为肌萎缩侧索硬化症疾病进展的分子和细胞生物标志物：叙述性综述[J]. 中国神经再生研究(英文版), 2024, 19(4): 747-753.

Peter H. King. Skeletal muscle as a molecular and cellular biomarker of disease progression in amyotrophic lateral sclerosis: a narrative review[J]. Neural Regeneration Research, 2024, 19(4): 747-753.

参考文献

引言

出版重点

《中国神经再生研究（英文版）》杂志为SCI、PubMed数据库收录的国际唯一一本专注神经再生领域研究的经同行评议的开放获取期刊，出版来自全球神经再生领域专业学者的前沿性基础研究及临床研究及转化医学、循证医学优秀的最新成果。

期刊出版来自于脑损伤与神经再生、脊髓损伤与神经再生、周围神经损伤与神经再生和神经退行性病与神经再生、神经影像与神经再生的相关研究。期刊关注神经损伤与再生过程中的轴突再生、突触生长、神经可塑性、神经修复和替代、神经移植等最新研究成果。尤其关注应用细胞治疗、基因治疗、生物因子治疗、药物治疗、手术治疗、康复治疗、物理疗法、组织工程、生物工程、生物材料、神经假体等干预性方法产生神经再生效果的相关研究。文章应清晰描述抑制神经元损伤、减轻神经元损伤的一系列变化，保护损伤神经元的过程、方法、程度与评价，突出从细胞分子水平以及分子生物学水平解释神经元损伤后以及预后再生的机制。

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美国国立医学图书馆开放获取全文数据库（PubMed Central, PMC）

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主体内容：

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文章快阅

延伸阅读

NRR：美国亚拉巴马大学伯明翰分校Peter H. King分析生物传感器作为肌萎缩侧索硬化症治疗靶点的潜力

肌萎缩侧索硬化症是一种致命的运动神经元退行性疾病，会导致进行性无力和呼吸衰竭。异质性是肌萎缩侧索硬化症的一个主要特征，包括临床表现、进展和疾病发生的潜在诱因。对携带肌萎缩侧索硬化相关基因突变的家庭进行的纵向研究发现，明显的疾病发生是在前驱期之前，可能是数年前，代偿机制会延迟症状发作。由于约 85-90% 的肌萎缩侧索硬化症是散发性的，因此非常需要识别能够检测这种前驱症状的生物传感器由于运动神经元的再生能力有限。骨骼肌，包括神经肌肉接头，在疾病的早期阶段、运动神经元丢失之前表现出异常，使其成为识别前驱期生物传感器的有希望的来源。通过活组织检查肌肉的可及性在早期阶段和实时提供了进入远端运动系统的镜头。“组学”技术的出现让研究人员在肌萎缩侧索硬化症肌肉中发现了许多失调的分子，从编码和非编码 RNA 到蛋白质和代谢物。这项技术为识别疾病活动的生物传感器和提供对疾病机制的洞察力打开了大门。

来自美国亚拉巴马大学伯明翰分校Peter H. King强调了鉴定人类肌萎缩侧索硬化症肌肉生物标志物的重要性，这些生物标志物显示出与临床病理特征的相关性，并且在SOD1G93A小鼠的疾病症状前阶段可以检测到。肌萎缩侧索硬化症的前驱期可能长达数年，因此可以定义该期的生物标志物将有助于早期诊断和治疗。不幸的是，许多肌肉生物标志物要么是细胞内的，要么在血液中无法检测到，这限制了它们在临床上的直接应用。肌肉活检是侵入性的，不适用于多次采样。随着成像和放射性示踪剂技术的进步，未来可能在体内检测和量化p-Smads或活性维生素D等生物标志物。这些生物标志物的发现也揭示了新的疾病机制，可以靶向治疗以促进代偿过程或阻断致病过程。一个主要的挑战是将无数失调的分子与临床或组织学进展相关联，并了解它们与疾病症状前阶段的相关性。

文章在《中国神经再生研究（英文版）》杂志2024年4 月 4 期发表。