Paslanmayan Polad 347 / 347H Qaynaqlanmış rulon boruları kimyəvi komponent, əzələ hüceyrələrinin mexaniki ötürülməsində distrofin qlikoprotein komplekslərinin rolu

Nature.com saytına daxil olduğunuz üçün təşəkkür edirik.Siz məhdud CSS dəstəyi ilə brauzer versiyasından istifadə edirsiniz.Ən yaxşı təcrübə üçün sizə yenilənmiş brauzerdən istifadə etməyi tövsiyə edirik (və ya Internet Explorer-də Uyğunluq rejimini söndürün).Bundan əlavə, davamlı dəstəyi təmin etmək üçün biz saytı üslub və JavaScript olmadan göstəririk.
Hər slaydda üç məqalə göstərən slayderlər.Slaydlar arasında hərəkət etmək üçün geri və sonrakı düymələrdən və ya hər slaydda hərəkət etmək üçün sonundakı slayd nəzarətçi düymələrindən istifadə edin.

Distrofin skelet əzələlərində və kardiomiositlərdə olan distrofin-qlikoprotein kompleksinin (DGC) əsas zülalıdır.Distrofin aktin sitoskeletonunu hüceyrədənkənar matrisə (ECM) bağlayır.Hüceyrədənkənar matriks və hüceyrədaxili sitoskeleton arasındakı əlaqənin pozulması skelet əzələ hüceyrələrinin homeostazı üçün dağıdıcı nəticələrə səbəb ola bilər ki, bu da bir sıra əzələ distrofiyalarına səbəb olur.Bundan əlavə, funksional DGC-lərin itirilməsi mütərəqqi dilate kardiomiopatiyaya və vaxtından əvvəl ölümə səbəb olur.Distrofin molekulyar yay rolunu oynayır və DHA sarkolemmanın bütövlüyünün qorunmasında əsas rol oynayır.Üstəlik, DGC-ni mexaniki siqnalizasiya ilə əlaqələndirən dəlillər toplanır, baxmayaraq ki, bu rol zəif başa düşülür.Bu baxış məqaləsi İEO-ların müasir görünüşünü və onların mexanotransduksiyadakı rolunu təmin etmək məqsədi daşıyır.Əvvəlcə əzələ hüceyrə mexanikası və funksiyası arasındakı mürəkkəb əlaqəni müzakirə edirik və sonra distrofin qlikoprotein kompleksinin mexanotransduksiyada və əzələ hüceyrəsinin biomexaniki bütövlüyünün qorunmasında rolu ilə bağlı son araşdırmaları nəzərdən keçirəcəyik.Nəhayət, kardiomiopatiyaya xüsusi diqqət yetirməklə, gələcək potensial müdaxilə nöqtələrini vurğulamaq üçün DGC siqnalının mexaniki siqnalizasiya yolları ilə necə kəsişdiyini anlamaq üçün mövcud ədəbiyyatı nəzərdən keçiririk.
Hüceyrələr öz mikromühitləri ilə daimi əlaqədədirlər və biomexaniki məlumatların təfsiri və inteqrasiyası üçün onlar arasında ikitərəfli dialoq lazımdır.Biomexanika məkanda və zamanda ümumi hüceyrə fenotipini idarə edərək əsas sonrakı hadisələri (məsələn, sitoskeletal yenidən təşkili) idarə edir.Kardiyomiyositlərdə bu prosesin mərkəzi hissəsi qabırğa bölgəsidir, sarkolemmanın inteqrin-talin-vinkulin və distrofin-qlikoprotein (DGC) komplekslərindən ibarət sarkomerlə birləşdiyi bölgədir.Hüceyrədaxili sitoskeletonla birləşən bu diskret fokus bitişmələri (FA) diferensiallaşma, yayılma, orqanogenez, miqrasiya, xəstəliyin gedişatını və s. nəzarət edən biomexaniki və biokimyəvi hüceyrə dəyişiklikləri şəlaləsini təbliğ edir.Biyomekanik qüvvələrin biokimyəvi və/yaxud (epi) genetik dəyişikliklərə çevrilməsi mexanotransduksiya1 kimi tanınır.
İnteqrin transmembran reseptoru 2 uzun müddətdir hüceyrələrdə hüceyrədənkənar matrisi bağladığı və həm daxili, həm də xarici siqnallara vasitəçilik etdiyi məlumdur.İnteqrinlərlə paralel olaraq, DGC-lər ECM-ni sitoskeletonla bağlayır, hüceyrənin xarici və daxili hissələri arasında kritik əlaqə yaradır3.Tam uzunluqlu distrofin (Dp427) ilk növbədə ürək və skelet əzələlərində ifadə edilir, lakin eyni zamanda mərkəzi sinir sisteminin toxumalarında, o cümlədən tor qişa və Purkinye toxumasında müşahidə olunur4.İnteqrinlərdə və DGC-də mutasiyaların əzələ distrofiyası və mütərəqqi dilate kardiomiopatiyanın (DCM) səbəbləri olduğu düşünülür (Cədvəl 1)5,6.Xüsusilə, mərkəzi distrofin protein DGC-lərini kodlayan DMD mutasiyaları Duchenne əzələ distrofiyasına (DMD) səbəb olur7.DGC α- və β-distroqlikan (α/β-DG), sarkoqlikan-spanin, distrofin və distrofin 8 daxil olmaqla bir neçə subkompleksdən ibarətdir.
Distrofin DGC-nin saxlanmasında mərkəzi rol oynayan DMD (Xp21.1-Xp22) tərəfindən kodlanmış sitoskeletal zülaldır.DGC zolaqlı əzələ toxumasının plazma membranı olan sarkolemmanın bütövlüyünü qoruyur.Distrofin molekulyar yay və molekulyar iskele rolunu oynayaraq büzülmə nəticəsində yaranan zərəri daha da zəiflədir9,10.Tam uzunluqlu distrofinin molekulyar çəkisi 427 kDa-dır, lakin DMD-də çoxlu daxili promotorlar sayəsində Dp7111 də daxil olmaqla bir neçə təbii şəkildə meydana gələn kəsilmiş izoformlar mövcuddur.
Nöronal azot oksid sintaza (nNOS), Bəli əlaqəli zülal (YAP) və caveolin-3 kimi həqiqi mexaniki ötürücülər də daxil olmaqla, köməkçi zülalların distrofinə lokallaşdırıldığı göstərilmişdir, beləliklə hüceyrə siqnalının vacib komponentlərini təmsil edir.12, 13, 14 birləşmələri. İnteqrinlər və onların aşağı axını hədəfləri tərəfindən əmələ gələn hüceyrələr və matris arasındakı qarşılıqlı əlaqə ilə əlaqəli hüceyrə mexanizmi olan yapışmadan əlavə, bu iki kompleks hüceyrənin "daxili" və "xarici" arasındakı interfeysi təmsil edir. .Bu fokus yapışmalarını anormal məhv olmaqdan qorumaq hüceyrə davranışı və sağ qalması üçün vacibdir.Bundan əlavə, məlumatlar distrofinin mexaniki həssas ion kanallarının, o cümlədən uzanan aktivləşdirilmiş kanalların, xüsusən L tipli Ca2+ kanallarının və TRPC 15 kanallarının modulatoru olduğunu dəstəkləyir.
Distrofinin zolaqlı əzələ hüceyrələrinin homeostatik funksiyası üçün vacib olmasına baxmayaraq, dəqiq dəstəkləyici mexanizmlər, xüsusilə distrofinin rolu və onun mexanosensor və mexaniki qoruyucu kimi çıxış etmək qabiliyyəti daha az aydındır.Distrofinin itirilməsi ilə əlaqədar bir neçə cavabsız sual yaranıb, o cümlədən: YAP və AMPK kimi mexanosensial zülallar sarkolemmaya yanlış yerləşibmi;İnteqrinlərlə qarşılıqlı əlaqə, anormal mexanotransduksiyaya səbəb ola biləcək hallar varmı?Bütün bu xüsusiyyətlər DMD olan xəstələrdə müşahidə olunan ağır DCM fenotipinə kömək edə bilər.
Bundan əlavə, hüceyrə biomexanikasında dəyişikliklərin ümumi DMD fenotipi ilə əlaqəsi mühüm klinik təsirlərə malikdir.DMD, 1:3500-5000 kişini təsir edən X ilə əlaqəli əzələ distrofiyasıdır, erkən hərəkətlilik itkisi (<5 yaş) və digər etiologiyalı DCM-dən əhəmiyyətli dərəcədə pis proqnozla proqressiv DCM ilə xarakterizə olunur16,17,18.
Distrofin itkisinin biomexanikası tam təsvir edilməmişdir və biz burada distrofinin həqiqətən də mexanoprotektiv rol oynaması, yəni sarkolemmanın bütövlüyünü qoruyub saxlaması və mexanotransduksiyada mühüm rol oynaması fikrini dəstəkləyən sübutları nəzərdən keçiririk.Bundan əlavə, biz inteqrinlərlə, xüsusilə də zolaqlı əzələ hüceyrələrində laminin α7β1D-ni bağlayan mühüm qarşılıqlı əlaqəni göstərən sübutları nəzərdən keçirdik.
Daxiletmə və delesiya DMD-də çoxlu sayda mutasiyadan məsuldur, mutasiyaların 72%-i belə mutasiyalar19 səbəb olur.Kliniki olaraq, DMD körpəlikdə (≤5 yaş) hipotenziya, müsbət Gower əlaməti, yaşa bağlı dəyişikliklərin ləngiməsi, əqli gerilik və skelet əzələlərinin atrofiyası ilə özünü göstərir.Tənəffüs çətinliyi tarixən DMD xəstələrində ölümün əsas səbəbi olmuşdur, lakin təkmilləşdirilmiş dəstəkləyici müalicə (kortikosteroidlər, davamlı müsbət tənəffüs yolları təzyiqi) bu xəstələrdə gözlənilən ömür müddətini artırmışdır və 1990-cı ildən sonra doğulmuş DMD xəstələrinin orta yaşı 28,1 ildir 20 ,21. ..Bununla belə, xəstənin sağ qalma müddəti artdıqca, mütərəqqi DCM-nin proqnozu digər kardiomiopatiyalarla müqayisədə əhəmiyyətli dərəcədə pisləşir16, son mərhələdə ürək çatışmazlığına gətirib çıxarır ki, bu da hazırda ölümün əsas səbəbidir və DMD ölümlərinin təxminən 50%-ni təşkil edir17,18.
Proqressiv DCM, sol mədəciyin genişlənməsi və uyğunluğunun artması, mədəciyin incəlməsi, fibroyağ infiltrasiyasının artması, sistolik funksiyanın azalması və aritmiyaların tezliyinin artması ilə xarakterizə olunur.DMD olan xəstələrdə DCM dərəcəsi gec yeniyetməlik dövründə (90% - 18 yaş) demək olar ki, universaldır, lakin 10 yaşa qədər xəstələrin təxminən 59% -ində mövcuddur8,22.Bu problemin həlli çox vacibdir, çünki sol mədəciyin boşalma hissəsi davamlı olaraq ildə 1,6% azalır23.
Ürək aritmiyaları DMD olan xəstələrdə, xüsusilə sinus taxikardiyası və mədəcik taxikardiyasında tez-tez rast gəlinir və ani ürək ölümünə səbəb olur22.Aritmiyalar, xüsusən də subbazal sol mədəcikdə lifli yağ infiltrasiyasının nəticəsidir ki, bu da geri dönmə dövrəsini, həmçinin [Ca2+]i emal disfunksiyasını və ion kanalının disfunksiyasını pozur24,25.Klinik ürək təqdimatının tanınması vacibdir, çünki erkən müalicə strategiyaları ağır DCM-nin başlanğıcını gecikdirə bilər.
Ürək disfunksiyasının və skelet əzələsi xəstəliyinin müalicəsinin əhəmiyyəti maraqlı bir araşdırmada göstərilmişdir ki, DMD-də mövcud olan əsas ürək problemlərini həll etmədən skelet əzələ toxumasının yaxşılaşdırılmasının təsirlərini öyrənmək üçün mdx26 adlı DMD-nin siçan modelindən istifadə edilmişdir.Burada müəlliflər skelet əzələsindəki yaxşılaşmadan sonra ürək disfunksiyasında paradoksal 5 dəfə artım nümayiş etdirdilər və siçanlar ejeksiyon fraksiyasında əhəmiyyətli dərəcədə azalma göstərdilər26.Təkmilləşdirilmiş skelet əzələsi funksiyası daha yüksək fiziki fəaliyyətin miokardda daha çox gərginlik yaratmasına imkan verir və onu ümumi disfunksiyaya daha həssas edir.Bu, ümumi olaraq DMD xəstələrinin müalicəsinin vacibliyini vurğulayır və təkcə skelet əzələsi terapiyasına qarşı xəbərdarlıq edir.
DGC-lər bir sıra əlavə funksiyaları yerinə yetirirlər, yəni sarkolemmanın struktur sabitliyini təmin edir, siqnal əlaqəsi kimi çıxış edən molekulyar skafolda çevrilir, mexanosensial ion kanallarını tənzimləyir, kostal mexaniki ötürülmənin nüvəsini tənzimləyir və yan qüvvənin bölgədə ötürülməsində iştirak edir. qabırğalar (şək. 1b)..Bu qabiliyyətdə distrofin mərkəzi rol oynayır və bir çox daxili promotorların olması səbəbindən, hər biri müxtəlif toxumalarda fərqli rol oynayan bir neçə fərqli izoforma var.Müxtəlif distrofin izoformalarının diferensial toxuma ifadəsi hər bir izoformun fərqli rol oynaması fikrini dəstəkləyir.Məsələn, ürək toxuması distrofinin tam uzunluğunu (Dp427m), eləcə də daha qısa Dp71m izoformunu ifadə edir, skelet toxuması isə yalnız ikisindən birincisini ifadə edir.Hər bir alt növün rolunun müşahidəsi təkcə onun fizioloji funksiyasını deyil, həm də əzələ distrofiyasının patogenezini aşkar edə bilər.
Tam uzunluqlu distrofinin (Dp427m) və daha kiçik, kəsilmiş Dp71 izoformunun sxematik təsviri.Distrofin dörd döngə ilə ayrılmış 24 spektrin təkrarına, həmçinin aktin bağlayan sahəyə (ABD), sisteinlə zəngin (CR) domeninə və C-terminusuna (CT) malikdir.Mikrotubullar (MTs) və sarkolemma da daxil olmaqla, əsas bağlayıcı tərəfdaşlar müəyyən edilmişdir.Dp71-in çoxlu izoformları var, Dp71m əzələ toxumasına, Dp71b isə sinir toxumasının izoformuna aiddir.Xüsusilə, Dp71f neyronların sitoplazmik izoformuna aiddir.b Distrofin-qlikoprotein kompleksi (DHA) bütövlükdə sarkolemmada yerləşir.Biyomekanik qüvvələr ECM və F-aktin arasında dəyişir.DGC-lər və inteqrin yapışması arasında potensial çarpışmaya diqqət yetirin, Dp71 fokal yapışmalarda rol oynaya bilər.Biorender.com ilə yaradılmışdır.
DMD ən çox rast gəlinən əzələ distrofiyasıdır və DMD mutasiyaları nəticəsində yaranır.Bununla belə, antidistrofinin rolu ilə bağlı hazırkı anlayışımızı tam qiymətləndirmək üçün onu bütövlükdə DGC kontekstində yerləşdirmək vacibdir.Beləliklə, digər tərkib zülalları qısaca təsvir ediləcəkdir.DGC-nin zülal tərkibi 1980-ci illərin sonlarında distrofinə xüsusi diqqət yetirilməklə öyrənilməyə başlandı.Koenig27,28, Hoffman29 və Ervasti30 zolaqlı əzələlərdə 427 kDa zülal olan distrofini təyin edərək mühüm kəşf etdilər31.
Sonradan, birlikdə mövcud DGC modelini təşkil edən sarkoqlikan, distrofin transmembran alt kompleksi, disbrevin və sintrofinlər8 daxil olmaqla, digər subkomplekslərin distrofinlə əlaqəli olduğu göstərildi.Bu bölmə əvvəlcə fərdi komponentləri təfərrüatı ilə araşdırarkən DGC-nin mexanosensor qavrayışdakı roluna dair sübutları yayacaqdır.
Zolaqlı əzələ toxumasında mövcud olan tam uzunluqlu distrofin izoformu Dp427m-dir (məsələn, əzələni beyindən ayırmaq üçün “m”) və kardiomiosit sarkolemmasının altında, xüsusən də qabırğa bölgəsində yerləşən dörd funksional sahəyə malik iri çubuqşəkilli zülaldır. 29, 32. Xp21.1-də DMD geni ilə kodlanan Dp427m, 2.2 meqabazada əmələ gələn 79 ekzondan ibarətdir və beləliklə, genomumuzun ən böyük genidir8.
DMD-də bir neçə daxili promotorlar çoxlu kəsilmiş distrofin izoformları istehsal edir, bəziləri toxumalara xasdır.Dp427m ilə müqayisədə, Dp71m əhəmiyyətli dərəcədə kəsilmişdir və spektrin təkrar domeni və ya N-terminal ABD domeni yoxdur.Bununla belə, Dp71m C-terminal bağlama quruluşunu saxlayır.Kardiyomiyositlərdə Dp71m-in rolu qeyri-müəyyəndir, lakin onun T borucuqlarında lokalizasiyası göstərilmişdir ki, bu, həyəcan-daralma birləşməsini tənzimləməyə kömək edə bilər 33,34,35.Bildiyimizə görə, ürək toxumasında Dp71m-in son kəşfi az diqqət çəkdi, lakin bəzi tədqiqatlar bunun uzanan aktivləşdirilmiş ion kanalları ilə əlaqəli olduğunu göstərir və Masubuchi bunun nNOS33-ün tənzimlənməsində rol oynaya biləcəyini təklif etdi., 36. Bunu etməklə, Dp71 neyrofiziologiya və trombosit tədqiqatlarında, kardiyomiyositlərdə rola dair fikir verə bilən sahələrə əhəmiyyətli diqqət yetirmişdir37,38,39.
Sinir toxumasında Dp71b izoformu üstünlük təşkil edir, 14 izoforma xəbər verilir38.Mərkəzi sinir sistemində aquaporin 4 və Kir4.1 kalium kanallarının mühüm tənzimləyicisi olan Dp71b-nin silinməsi qan-beyin baryerinin keçiriciliyini dəyişdirir40.Dp71b-nin ion kanalının tənzimlənməsindəki rolunu nəzərə alaraq, Dp71m kardiyomiyositlərdə oxşar rol oynaya bilər.
Kostal qanqliyalarda DGC-nin olması dərhal mexanotransduksiyada rolu göstərir və həqiqətən də onun inteqrin-talin-vinkulin kompleksləri ilə birgə lokalizasiyası göstərilmişdir 41 .Üstəlik, qabırğa seqmentinin transvers mexanotransduksiyanın diqqət mərkəzində olduğunu nəzərə alsaq, burada Dp427m-nin lokallaşdırılması onun hüceyrələrin büzülmə nəticəsində yaranan zədələrdən qorunmasındakı rolunu vurğulayır.Bundan əlavə, Dp427m aktin və mikrotubul sitoskeleti ilə qarşılıqlı əlaqədə olur və bununla da hüceyrədaxili mühit və hüceyrədənkənar matris arasındakı əlaqəni tamamlayır.
Aktin bağlayan domen 1 (ABD1) olan N-terminus F-aktin ilə qarşılıqlı əlaqə və γ-aktin izoformunu sarkolemmaya bağlamaq üçün tələb olunan iki kalmodulin homoloji domenindən (CH) ibarətdir42,43.Distrofin subsarkolemmal sitoskeletonla birləşərək kardiyomiyositlərin ümumi özlü elastikliyinə kömək edə bilər və onun qabırğa qanqliyasında lokalizasiyası onun mexanik transduksiyada, eləcə də mexanik müdafiədə iştirakını dəstəkləyir44,45.
Mərkəzi nüvə sahəsi hər birinin uzunluğu təxminən 100 amin turşusu qalığı olan 24 spektrinə bənzər təkrar zülaldan ibarətdir.Spektrin təkrarları dörd menteşə sahəsi ilə kəsişir, zülala elastiklik və yüksək dərəcədə genişlənmə qabiliyyəti verir.Distrofin spektrinin təkrarları 21 nm-dən 84 nm-ə qədər uzanan fizioloji qüvvələr diapazonunda (15-30 pN) aça bilər, miyozin daralması üçün əldə edilə bilən qüvvələr 46.Spektrin təkrar domeninin bu xüsusiyyətləri distrofinin molekulyar amortizator kimi fəaliyyət göstərməsinə imkan verir.
Dp427m-in mərkəzi çubuğu sarkolemmada lokalizasiyasını, xüsusən də fosfatidilserin 47,48 ilə hidrofobik və elektrostatik qarşılıqlı təsirlər vasitəsilə təmin edir.Maraqlıdır ki, distrofinin mərkəzi nüvəsi skelet və ürək toxumalarında sarkolemma fosfolipidləri ilə fərqli şəkildə qarşılıqlı əlaqədə olur, ola bilsin ki, müxtəlif yay nümunələrini əks etdirir.kritik, skelet əzələləri də R10-R1249 ilə əlaqələndirilir.
γ-aktin sitoskeletinə bağlanmaq üçün əsas amin turşusu qalıqlarından ibarət olan və F-aktini bağlayan CH domenindən fərqli olan ABD2 spektrinin təkrar 11-17 bölgəsi tələb olunur.Mikrotubullar distrofinin əsas sahəsi ilə birbaşa qarşılıqlı əlaqədə olur, bu qarşılıqlı təsir spektrin 4-15 və 20-23 təkrar qalıqlarını tələb edir və bu yerdə mikrotubulların əmələ gəlməsinin qarşısını almaq üçün ankirin B-nin olması tələb olunur.Borular yoxdur 50,51,52.Mikrotubullar və distrofin arasındakı boşluğun reaktiv oksigen növlərini (X-ROS) artıraraq DMD patologiyasını şiddətləndirdiyi göstərilmişdir.
Ankirin B vasitəsilə CR domeni sarkolemmal fosfolipidlər üçün başqa bir lövbərdir52.Ankirin-B və ankirin-G distrofin/DGC-nin qabırğa lokalizasiyası üçün tələb olunur və onların olmaması DGC52-nin diffuz sarkolemmal nümunəsi ilə nəticələnir.
CR domenində β-DG-nin PPxY bağlama motivi ilə birbaşa qarşılıqlı əlaqədə olan WW bağlayıcı domen var.Distrofin-qlikan kompleksinə birləşərək, distrofin hüceyrənin daxili və xarici hissələri arasında əlaqəni tamamlayır54.Bu əlaqə zolaqlı əzələ üçün kritik əhəmiyyət kəsb edir, bunu ECM ilə hüceyrənin daxili hissəsi arasında əlaqənin pozulmasının həyatı məhdudlaşdıran əzələ distrofiyasına səbəb olması sübut edir.
Nəhayət, CT domeni qıvrılmış spiral meydana gətirən və α-distrobrevin və α1-, β1-sintrofinlərə bağlanmaq üçün kritik əhəmiyyətə malik yüksək dərəcədə qorunan bir bölgədir55,56.α-distrobrevin distrofinin KT sahəsinə bağlanır və sarkolemmada distrofinə əlavə müqavimət göstərir57.
Embrion və dölün inkişafı zamanı utrofin müxtəlif toxumalarda, o cümlədən endotel hüceyrələrində, sinir toxumasında və zolaqlı əzələ toxumasında geniş şəkildə ifadə edilir58.Utrofin 6q xromosomunda yerləşən UTRN tərəfindən ifadə edilir və 80% protein homologiyasına malik distrofin autoloqudur.İnkişaf zamanı utrofin sarkolemmada lokallaşdırılır, lakin postnatal zolaqlı əzələ toxumasında nəzərəçarpacaq dərəcədə sıxılır və burada distrofinlə əvəz olunur.Doğuşdan sonra utrofinin lokalizasiyası skelet əzələlərinin vətərləri və sinir-əzələ birləşmələri ilə məhdudlaşır58,59.
Utrofin bağlayan partnyorlar distrofinlərə bənzəyir, baxmayaraq ki, bəzi əsas fərqlər təsvir edilmişdir.Məsələn, distrofin, 3307-3354 sistein turşusu qalıqlarının bu qarşılıqlı əlaqə üçün xüsusilə vacib olduğu CT bölgəsində ZZ domeni (iki sink ionunu bağlamaq qabiliyyətinə görə adlandırılmış) tərəfindən sabitləşən WW domeni vasitəsilə β-DG ilə qarşılıqlı təsir göstərir60 ., 61. Utrofin həm də WW/ZZ domeni vasitəsilə β-DG-yə bağlanır, lakin bu qarşılıqlı əlaqəni dəstəkləyən dəqiq qalıqlar distrofin qalıqlarından (distrofində 3307-3345 və utrofində 3064-3102) fərqlənir 60,61.Əhəmiyyətli olan odur ki, utrofinin β-DG-yə bağlanması distrofin 61 ilə müqayisədə təxminən 2 dəfə az idi. Distrofinin 11-17 spektrin təkrarları vasitəsilə F-aktinə bağlandığı bildirilmişdir, halbuki utrofindəki oxşar yerlər hətta F-aktinə bağlana bilmir. yüksək konsentrasiyalar, lakin onların CH-domenləri vasitəsilə qarşılıqlı təsir göstərə bilər.Fəaliyyət 62,63,64.Nəhayət, distrofindən fərqli olaraq utrofin mikrotubullara bağlana bilməz51.
Biyomekanik olaraq, utrofin spektrinin təkrarlanması distrofinlə müqayisədə fərqli açılma nümunəsinə malikdir65.Utrofin-spektrin daha yüksək qüvvələrdə yerləşdirməni təkrarlayır, titinə bənzər, lakin distrofin deyil65.Bu, onun lokalizasiyası və vətər qovşaqlarında sərt elastik qüvvənin ötürülməsindəki rolu ilə uyğundur, lakin utrofini daralma nəticəsində yaranan tamponlama qüvvələrində molekulyar yay rolunu oynamağa daha az uyğunlaşdıra bilər 65 .Birlikdə götürüldükdə, bu məlumatlar göstərir ki, mexanotransduksiya və mexanika tamponlama imkanları utrofinin həddindən artıq ifadəsinin mövcudluğunda, xüsusən də müxtəlif bağlayıcı tərəfdaşlar/mexanizmlər nəzərə alınmaqla dəyişdirilə bilər, lakin bu, əlavə eksperimental tədqiqat tələb edir.
Funksional nöqteyi-nəzərdən, utrofinin distrofinə bənzər təsirlərə malik olduğuna inanılması onu DMD66,67 üçün potensial müalicə hədəfinə çevirir.Əslində, bəzi DMD xəstələri, ehtimal ki, bir kompensasiya mexanizmi kimi, utrofini həddindən artıq ifadə etdi və fenotip, utrofinin həddindən artıq ifadəsi olan siçan modelində uğurla bərpa edildi 68 .Utrofin səviyyəsinin yüksəldilməsi ehtimal olunan terapevtik strategiya olsa da, utrofin və distrofin arasındakı formal və funksional fərqin və sarkolemma boyunca düzgün lokalizasiya ilə bu həddən artıq ifadənin induksiyasının faydasının nəzərə alınması utrofinin uzunmüddətli strategiyasını hələ də qeyri-müəyyən edir.Xüsusilə, qadın daşıyıcılarda utrofin ifadəsinin mozaik nümunəsi göstərilir və distrofin və utrofin arasındakı nisbət bu xəstələrdə dilate kardiomiopatiyanın dərəcəsinə təsir edə bilər69, baxmayaraq ki, daşıyıcıların fare modelləri göstərmişdir..
Disroqlikan subkompleksi iki zülaldan, α- və β-distroglikandan (α-, β-DG) ibarətdir, hər ikisi DAG1 genindən transkripsiya edilmiş və sonra tərcümədən sonra iki komponentli zülala bölünmüşdür 71 .α-DG DGC-lərin hüceyrədənkənar aspektində yüksək dərəcədə qlikosilləşir və laminin α2-dəki prolin qalıqları ilə, həmçinin aqrin72 və pikakulin73 və distrofinin CT/CR bölgəsi73,74,75,76 ilə birbaşa qarşılıqlı əlaqədə olur.Onun ECM ilə qarşılıqlı əlaqəsi üçün xüsusilə serin qalıqlarının O ilə əlaqəli qlikozilləşməsi tələb olunur.Qlikozilləşmə yoluna mutasiyaları əzələ distrofiyasına səbəb olan bir çox fermentlər daxildir (həmçinin Cədvəl 1-ə bax).Bunlara O-mannosiltransferaza POMT2, fucutin və fucutinlə əlaqəli protein (FKRP), əsas qlikana tandem ribitol fosfatları əlavə edən iki ribitol fosfotransferaza və ksiloza və qlükoza əlavə edən LARGE1 zülalı daxildir.Qlikanın sonunda matris qlikan kimi də tanınan xətti uron turşusu polisaxarid77.FKRP həmçinin ECM-nin inkişafı və saxlanmasında iştirak edir və ondakı mutasiyalar laminin α2 və α-DG77,78,79 ifadəsinin azalmasına səbəb olur.Bundan əlavə, FKRP həm də qlikosilləşdirilmiş fibronektin 80 vasitəsilə bazal təbəqənin və ürəyin hüceyrədənkənar matrisinin formalaşmasına istiqamət verə bilər.
β-DG YAP12-ni birbaşa lokallaşdıran və sekvestr edən PPxY bağlayıcı motivi ehtiva edir.Bu maraqlı bir tapıntıdır, çünki DGC-nin kardiyomiyosit hüceyrə dövrünü tənzimlədiyini göstərir.Yenidoğulmuşların kardiyomiyositlərindəki α-DH aqrinlə qarşılıqlı əlaqədə olur ki, bu da ürəyin regenerasiyasını və hüceyrə yetişməsi səbəbindən DGC76 lizisini təşviq edir.Kardiyomiyositlər yetkinləşdikcə, agrin ifadəsi laminin lehinə azalır ki, bu da hüceyrə dövrünün dayandırılmasına kömək edir76.Morikawa12 göstərdi ki, YAP-ın mənfi tənzimləyicisi olan distrofin və salvadorun ikiqat yıxılması infarkt törədən rumendə kardiomiyositlərin hiperproliferasiyasına gətirib çıxarır.Bu, YAP manipulyasiyasının miokard infarktından sonra toxuma itkisinin qarşısının alınmasında klinik əhəmiyyət kəsb edə biləcəyi ilə bağlı maraqlı fikrə gətirib çıxardı.Beləliklə, aqrinin səbəb olduğu DGC lizisi YAP-ın aktivləşməsinə imkan verən və ürəyin bərpası üçün potensial yol olan oxu təmsil edə bilər.
Mexanik olaraq, sarkolemma və bazal təbəqə arasında qarşılıqlı əlaqəni saxlamaq üçün α- və β-DG tələb olunur 81 .Həm α-DG, həm də α7 inteqrinləri qabırğa qanqlionunda güc əmələ gəlməsinə kömək edir və α-DG itkisi sarkolemmanın bazal təbəqədən ayrılmasına səbəb olur və skelet əzələ toxumasını daralmanın səbəb olduğu zədələrə qarşı həssas edir.Daha əvvəl təsvir edildiyi kimi, disroqlikan kompleksi DGC-lərin ümumi dövriyyəsini tənzimləyir, burada qohumlu liqand lamininlə bağlanma β-DG892-nin PPPY-əlaqələndirici motivinin tirozin fosforlaşması ilə nəticələnir.Burada tirozin fosforilasiyası DGC kompleksini döndərən distrofinin sökülməsini təşviq edir.Fizioloji cəhətdən bu proses yüksək səviyyədə tənzimlənir, əzələ distrofiyasında yoxdur82, baxmayaraq ki, bu prosesi idarə edən əsas mexanizmlər tam başa düşülməmişdir.
Tsiklik uzanmanın distrofin kompleksi və əlaqəli protein plektin83 vasitəsilə ERK1/2 və AMPK yollarını aktivləşdirdiyi göstərilmişdir.Birlikdə plektin və disroqlikan təkcə iskele kimi deyil, həm də mexanotransduksiyada iştirak etmək üçün tələb olunur və plektinin yıxılması ERK1/2 və AMPK83 aktivliyinin azalmasına səbəb olur.Plektin həmçinin sitoskeletal ara filament desminə bağlanır və desmin həddindən artıq ifadəsinin DMD84 ikiqat nokautlu siçan modeli olan mdx:desmin və mdx siçanlarında xəstəlik fenotipini yaxşılaşdırdığı göstərilmişdir.β-DG ilə qarşılıqlı əlaqədə olan plektin dolayı yolla DGC-ni sitoskeletonun bu komponentinə bağlayır.Bundan əlavə, disroqlikan, sitoskeletal yenidənqurmalarda iştirak etdiyi məlum olan böyümə faktoru reseptorlarını bağlayan zülal 2 (Grb2) ilə qarşılıqlı təsir göstərir85.İnteqrin tərəfindən Rasın aktivləşdirilməsinin Grb2 vasitəsilə vasitəçilik edildiyi göstərilmişdir ki, bu da inteqrinlər və DGC86 arasında qarşılıqlı əlaqə üçün potensial yol təmin edə bilər.
α-DH qlikozilləşməsində iştirak edən genlərdəki mutasiyalar əzələ distrofiyasına səbəb olur.Disroqlikanopatiyalar klinik heterojenlik nümayiş etdirir, lakin əsasən α-DG və laminin α277 arasında qarşılıqlı əlaqənin pozulması nəticəsində yaranır.DAG1-də ilkin mutasiyaların səbəb olduğu distrofiqlikanozlar ümumiyyətlə son dərəcə nadirdir, ehtimal ki, onlar embrion öldürücüdür87, beləliklə, ECM ilə hüceyrə birləşməsinə ehtiyacı təsdiqləyir.Bu o deməkdir ki, distrofik qlikan xəstəliklərinin əksəriyyəti qlikozilləşmə ilə əlaqəli ikincil protein mutasiyaları nəticəsində yaranır.Məsələn, POMT1 mutasiyaları anensefaliya və gözlənilən ömür uzunluğunun nəzərəçarpacaq dərəcədə qısalması (3 ildən az) ilə xarakterizə olunan son dərəcə ağır Uolker-Varburq sindromuna səbəb olur88.Bununla belə, FKRP mutasiyaları əsasən ətraf qurşağı əzələ distrofiyası (LGMD) kimi özünü göstərir və adətən (lakin həmişə deyil) nisbətən yüngül olur.Bununla belə, FKRP-dəki mutasiyaların WWS89-un nadir bir səbəbi olduğu göstərilmişdir.FKRP-də bir çox mutasiyalar müəyyən edilmişdir ki, bunlardan təsisçi mutasiya (c.826>A) ən çox LGMD2I90-a səbəb olur.
LGMD2I nisbətən yüngül əzələ distrofiyasıdır, patogenezi hüceyrədənkənar matriks və hüceyrədaxili sitoskeleton arasındakı əlaqənin pozulmasına əsaslanır.Bu genlərdə mutasiyaları olan xəstələrdə genotip və fenotip arasındakı əlaqə daha az aydındır və həqiqətən də bu konsepsiya digər DSC zülallarına şamil edilir.Niyə FKRP mutasiyaları olan bəzi xəstələrdə WWS-ə uyğun xəstəlik fenotipi, digərlərində isə LGMD2I var?Bu sualın cavabı i) qlikozilləşmə yolunun hansı pilləsinin mutasiyadan təsirləndiyi və ya ii) hər hansı bir addımda hipoqlikosilasiyanın dərəcəsində ola bilər.α-DG-nin hipoqlikosilasiyası hələ də ECM ilə müəyyən dərəcədə qarşılıqlı əlaqəyə imkan verə bilər ki, nəticədə daha yumşaq ümumi fenotip yaranır, bazal membrandan dissosiasiya isə xəstəliyin fenotipinin şiddətini artırır.LGMD2I olan xəstələrdə də DCM inkişaf edir, baxmayaraq ki, bu, DMD-dən daha az sənədləşdirilmişdir və bu mutasiyaları kardiyomiyositlər kontekstində başa düşməyin aktuallığını stimullaşdırır.
Sarkospan-sarkoqlikan alt kompleksi DHA-nın əmələ gəlməsini təşviq edir və birbaşa β-DH ilə qarşılıqlı əlaqədə olur.Ürək toxumasında dörd bir istiqamətli sarkoqlikan var: α, β, γ və δ91.Bu yaxınlarda təsvir edilmişdir ki, SGCA geninin 3-cü ekzonunda c.218C>T səhv mutasiyası və 7-8 ekzonlarında qismən heterozigot silinməsi LGMD2D92-yə səbəb olur.Ancaq bu vəziyyətdə müəlliflər ürək fenotipini qiymətləndirmədilər.
Digər qruplar tapdılar ki, porcine93 və mouse94 modellərində SGCD sarkoqlikan alt kompleksində zülal ifadəsinin azalması ilə nəticələnir, DGC-lərin ümumi strukturunu pozur və DCM-ə gətirib çıxarır.Bundan əlavə, SGCA, SGCB və ya SGCG mutasiyaları olan bütün xəstələrin 19%-nin dilate kardiomiopatiyaya malik olduğu və bütün xəstələrin 25%-nin də tənəffüs dəstəyinə ehtiyacı olduğu bildirilmişdir95.
Sarkoqlikan (SG) δ-da resessiv mutasiyalar ürək toxumasında sarkoqlikan komplekslərinin və deməli, DGC-nin azalması və ya tam olmaması ilə nəticələnir və LGMD və onunla əlaqəli DCM96-dan məsuldur.Maraqlıdır ki, SG-δ-da dominant-mənfi mutasiyalar ürək-damar sisteminə xasdır və ailəvi dilate kardiomiopatiyanın səbəbidir97.SG-δ R97Q və R71T dominant-mənfi mutasiyalarının ümumi DGC98-in əhəmiyyətli dərəcədə pozulması olmadan siçovulların kardiyomiyositlərində sabit şəkildə ifadə olunduğu göstərilmişdir.Bununla belə, bu mutasiyaları daşıyan ürək hüceyrələri DCM98 fenotipinə uyğun olaraq mexaniki stress altında sarkolemmanın zədələnməsinə, keçiriciliyinə və mexaniki disfunksiyaya daha çox həssasdır.
Sarkospan (SSPN) sarkoqlikan alt kompleksində lokallaşdırılmış 25 kDa tetraspanindir və zülal iskeleti kimi xidmət etdiyi güman edilir99,100.Zülal iskele kimi, SSPN α-DG99,101-in lokalizasiyasını və qlikosilasiyasını sabitləşdirir.Siçan modellərində SSPN-nin həddindən artıq ifadəsi əzələ və laminin 102 arasında bağlanmanı artırdığı aşkar edilmişdir.Bundan əlavə, SSPN-nin inteqrinlərlə qarşılıqlı əlaqədə olduğu göstərilmişdir ki, bu da iki qabırğa komissuru, DGC və integrin-talin-vinkulin qlikoprotein strukturu arasında qarşılıqlı əlaqənin dərəcəsini təklif edir100,101,102.SSPN-nin yıxılması da siçan skelet əzələsində α7β1-in artması ilə nəticələndi.
Son bir araşdırma göstərdi ki, sarkospan həddindən artıq ekspressiyası DMD-nin mdx siçan modelində galaktosylaminotransferase 2 (Galgt2) yıxılmasından asılı olmayaraq ürək toxumasında α-DG-nin yetişməsini və qlikosilləşməsini gücləndirir və bununla da xəstəlik fenotipi 101-i yüngülləşdirir. ECM, bununla da xəstəliyi ən çox yüngülləşdirir.Üstəlik, onlar göstərmişlər ki, sarkospan həddindən artıq ifadəsi β1D inteqrininin İEQ-lərlə qarşılıqlı təsirini azaldır, sarkospanın inteqrin komplekslərinin tənzimlənməsində mümkün rolunu vurğulayır101.
Sintrofinlər kiçik (58 kDa) zülallar ailəsidir ki, İEÖ-lərə lokallaşdırılır, özlərinin daxili enzimatik aktivliyi yoxdur və molekulyar adapter kimi xidmət edir103,104.Beş izoforma (α-1, β-1, β-2, γ-1 və γ-2) müəyyən edilmişdir ki, α-1 izoformu əsasən zolaqlı əzələ toxumasında 105 ifadə edilir.Sintrofinlər skelet əzələsindəki neyron azot oksid sintaza (nNOS) daxil olmaqla, distrofin və siqnal molekulları arasında əlaqəni asanlaşdıran vacib adapter zülallardır106.α-sintrofin birbaşa distrofin 16-17 spektrin təkrar domeni ilə qarşılıqlı əlaqədə olur, bu da öz növbəsində nNOS106,107 PDZ bağlayan motivə bağlanır.
Sintrofinlər həmçinin PH2 və SU bağlayıcı domenləri vasitəsilə distrobrevinlə qarşılıqlı əlaqədə olur və onlar aktin sitoskeleton 108 ilə də qarşılıqlı əlaqədə olurlar.Həqiqətən, sintrofinlər sitoskeletal dinamikanın tənzimlənməsində xüsusilə mühüm rol oynayır və α və β izoformları F-aktin 108 ilə birbaşa qarşılıqlı əlaqədə ola bilir və beləliklə, hüceyrənin gərginliyinin və biomexanikasının tənzimlənməsində rol oynayır. təsiri.Bundan əlavə, sintrofinlərin Rac1109 vasitəsilə sitoskeletonu tənzimlədiyi göstərilmişdir.
Modulyasiya edən sintrofin səviyyələri funksiyanı bərpa edə bilər və mini-distrofindən istifadə edilən son tədqiqat göstərdi ki, ΔR4-R23/ΔCT konstruksiyası α-sintrofini və digər DGC zülallarını WT mdx kardiyomiyositləri ilə müqayisə olunan səviyyələrə qaytara bildi.
Sitoskeletonun tənzimlənməsindəki rolundan əlavə, sintrofinlər də ion kanallarının tənzimlənməsində yaxşı sənədləşdirilmişdir 111,112,113.Sintrofinlərin PDZ bağlayan motivi ürəyin həyəcanlılığının və keçiriciliyinin qurulmasında əsas rol oynayan ürək gərginliyindən asılı olan Nav1.5111 kanalını tənzimləyir.Maraqlıdır ki, mdx siçan modelində Nav1.5 kanallarının aşağı tənzimlənməsi və heyvanlarda 111 ürək aritmiyaları aşkar edildi.Bundan əlavə, mexaniki həssas ion kanalları ailəsi, keçici reseptor potensial kanalı (TRPC), ürək toxumasında 113-də α1-sintrofin tərəfindən tənzimləndiyi və TRPC6 inhibisyonunun DMD112 siçan modelində aritmiyaları yaxşılaşdırdığı göstərilmişdir.DMD-də TRPC6 aktivliyinin artmasının PKG 112 ilə birləşdirildikdə rahatlaşan ürək aritmiyaları ilə nəticələndiyi bildirilmişdir.Mexanik olaraq distrofinin tükənməsi kardiyomiyositlərdə və damar hamar əzələ hüceyrələrində göstərildiyi kimi onu aktivləşdirmək üçün TRPC6-dan yuxarı hərəkət edən [Ca2+]i-nin uzanma ilə induksiya olunmuş axınını təşviq edir112,114.TRPC6-nın uzanmaq üçün hiperaktivasiyası onu DMD112,114-də əsas mexanosensor və potensial terapevtik hədəfə çevirir.
Distrofinin itkisi bütün DGC kompleksinin lizisinə və ya nəzərəçarpacaq dərəcədə basdırılmasına gətirib çıxarır, sonradan bir çox mexanoprotektiv və mexanotransduksiya funksiyalarının itirilməsi ilə nəticələnir, nəticədə DMD-də zolaqlı əzələ toxumasında fəlakətli fenotip müşahidə olunur.Buna görə də, RSK-ların birgə işlədiyini və ayrı-ayrı komponentlərin digər komponentlərin mövcudluğundan və fəaliyyətindən asılı olduğunu nəzərə almaq məqsədəuyğun ola bilər.Bu, xüsusilə kardiyomiyositlərdə sarkolemma kompleksinin yığılması və lokallaşdırılması üçün tələb olunan distrofin üçün doğrudur.Hər bir komponent sarkolemmanın ümumi sabitləşməsinə, əsas köməkçi zülalların lokalizasiyasına, ion kanallarının və gen ifadəsinin tənzimlənməsinə töhfə verməkdə unikal rol oynayır və DGC-də tək bir zülalın itirilməsi bütün miokardın tənzimlənməsinin pozulmasına gətirib çıxarır.
Yuxarıda göstərildiyi kimi, bir çox DGC zülalları mexanotransduksiya və siqnalda iştirak edir və distrofin bu rola xüsusilə uyğun gəlir.DGC qabırğalarda yerləşirsə, bu, inteqrinlərlə birlikdə mexanotransduksiyada iştirak etdiyi fikrini təsdiqləyir.Beləliklə, İEÖ-lər fiziki olaraq anizotrop qüvvə ötürülməsinə məruz qalır və gərginlik modelinə uyğun olaraq hüceyrədaxili mikromühitin mexanosensor və sitoskeletal yenidən qurulmasında iştirak edirlər.Bundan əlavə, Dp427m mərkəzi nüvə domenində spektrin təkrarlarını genişləndirərək daxil olan biomexaniki qüvvələri bufer edir və bununla da geniş 800 nm diapazonda 25 pN açma qüvvəsini saxlayaraq mexanoprotektor rolunu oynayır.Parçalanaraq, distrofin kardiyomiyositlər tərəfindən istehsal olunan daralma-relaksasiya gücünü "tamponlaya" bilir10.Spektrin təkrar domenləri ilə qarşılıqlı əlaqədə olan zülalların və fosfolipidlərin müxtəlifliyini nəzərə alaraq, spektrin təkrar açılmasının talin116,117,118-ə bənzər şəkildə mexanosensial zülalların bağlanma kinetikasını dəyişdirib-dəyişdirmədiyini düşünmək maraqlıdır.Lakin bu hələ müəyyən edilməyib və əlavə araşdırma tələb olunur.