由CCTG重复扩增引起的2型强直性肌营养不良症（DM2）是一种常见的成人疾病，其特征是肌强直和进行性肌肉退化，缺乏有效的治疗方法。

2025年3月25日，中南大学段然慧、美国埃默里大学Jin Peng共同通讯在EMBO Molecular Medicine 在线发表题为“Modulating CCTG repeat expansion toxicity in DM2 Drosophila model through TDP1 inhibition”的研究论文。该研究对2160种化合物进行高通量化学筛选，确定酪氨酰DNA磷酸二酯酶1（TDP1）是一种新型的DM2治疗干预药物。

此外，作者详细介绍了TDP1的遗传和药物抑制如何改善运动功能、进行性肌肉退化，修复肌纤维损伤并使异常分子病理正常化。值得注意的是，TDP1抑制导致大量CCTG重复收缩，这是肌肉毒性和神经退化的基础机制。该研究强调了TDP1作为分子靶点解决DM2中重复扩增和神经肌肉变性之间复杂相互作用的潜力，表明其在重复扩增障碍中具备广泛适用性。

强直性肌营养不良是成人最常见的肌营养不良形式，影响许多组织，但主要是骨骼肌，全球发病率为1/8000。该疾病包括两种遗传上不同的类型：1型强直性肌营养不良症（DM1，OMIM160900）和2型强直性肌营养不良症（DM2，OMIM602668），分别归因于DMPK基因3'UTR中的CTG扩增和CNBP基因第一内含子中的CCTG重复。扩展的CCTG等位基因范围广泛，在DM2中出现75到11,000个CCTG重复。具有广泛CUG或CCUG重复序列的突变RNA将MBNL蛋白隔离在核RNA病灶中，破坏RNA代谢并引起DM症状，从而导致异常的胚胎剪接模式。

DM1和DM2具备毒性RNA重复序列的共同机制，但是在某些致病机制上有所不同，如受影响的肌肉群和DM2中不存在先天性形式。此外，DM1发病机制包括GSK3β-CUGBP1通路的过度激活，这是DM2不具备的。与RNA结合蛋白的差异相互作用，如RbFOX1对CCUG扩增（而不是CUG重复）的特异性亲和力，同样显示出差异性。因此，针对DM1的治疗方法可能无法直接用于DM2。目前，DM的大多数治疗研究都集中在DM1上，临床试验包括靶向GSK3β通路的Tideglusib（III期）、用于剪接缺陷的二甲双胍（III期）、用于肌强直的美西律（III期）和反义寡核苷酸如AOC1001（III期），以及靶向重复二级结构以取代隔离蛋白的NTC0231（IND启用阶段）。DM1和DM2潜在毒性机制的差异使得许多DM1治疗策略对DM2的效果有限，迫切需要寻找治疗DM2的新方法。

图1 TDP1/gkt突变减轻了DM2果蝇的神经退行性和肌肉萎缩（摘自EMBO Molecular Medicine）

有学者开发了表达从16到720不间断CCTG重复序列的DM2果蝇模型，具备在患者中观察到的关键特征，如RNA重复诱导的复眼结构破坏、核糖核酸病灶的形成和剪接改变。2017年，报道了表达1100个CCTG重复序列的DM2果蝇模型，组织学分析显示出严重的肌肉缩小和心脏功能障碍。还有学者开发了具有106个CCTG重复序列的果蝇模型，该模型显示出外眼形态的破坏和凋亡反应，但缺乏肌肉表型。黑腹果蝇作为一种多细胞生物，为复杂表型建模提供了一个强大的平台，包括神经退行性和肌肉毒性。用于药物筛选的果蝇模型已成功用于研究重复扩增的病理效应。该研究进行了大规模的无偏倚化学筛选，并确定了酪氨酰-DNA磷酸二酯酶1（TDP1）是扩增的CCUG重复序列肌肉毒性的修饰剂。TDP1参与分解停滞的拓扑异构酶1（TOP1）切割复合物（TOPcc），从而启动复制和转录过程中的DNA修复过程。为减轻复制和转录中的DNA超螺旋，TOP1裂解并重新密封DNA分子，形成瞬时TOPcc。作为DNA末端加工酶，TDP1切除停滞的TOP1cc，从而防止DNA损伤积累并确保基因组稳定性。

结果表明，TDP1的抑制减轻了在DM2果蝇模型中观察到的致死表型。此外，作者研究了DM2的肌肉毒性特征，评估了抑制TDP1对运动功能、肌肉形态、肌肉纤维和分子病理等方面的影响，观察到TDP1对CCTG重复次数的影响，为DM2模型中肌肉毒性和神经退行性变的改善奠定了基础。上述发现表明，抑制TDP1是一种治疗CCTG重复扩增的有效策略。

参考消息：

https://www.embopress.org/doi/full/10.1038/s44321-025-00217-3#tab-contributors