근조직 및 배양 근세포에서의 Dysferlin 발현과 그 의의

Abstract

[한글]

Dysferlin은 230kDa 크기의 근섬유막 단백질로서 이 유전자의 돌연변이로 인해 dysferlinopathy를 유발한다. 그 기능은 정확히 알려져 있지는 않으나, 최근 근섬유 치유 및 근육 신호 전달 과정에 중요한 역할을 한다고 연구되고 있다. 또한 근육 발생 과정에서도 근육모세포에서 근관세포로의 분화 시 dysferlin의 발현이 증가하였다고 알려져 있다.이에 본 연구에서는 정상인의 근조직에서 분리 배양한 인간 근세포의 융합 과정에 따른 dysferlin 발현정도를 비교하여 분화에 미치는 영향을 확인해보고, 이를 토대로 정상인과 두시엔느형 근이영양증(Duchenne muscular dystrophy; DMD), 피부 근염, 다발성 근염, dysferlinopathy 환자 등의 근병증 환자 근조직을 재생 표지인자인 neural cell adhesion molecule (N-CAM)과 dysferlin으로 이중 면역조직화학 염색하여 골격근의 재생과 퇴화에 따른 단백 발현의 위치 및 분포를 비교하고자 하였다. 또한, 이 조직으로부터 얻어진 단백질을 웨스턴 블롯팅(western blotting)하여 dysferlin의 질환 별 증감을 정확히 정량 분석하여 dysferlin이 갖는 역할과 의의를 확인해보았다.그 결과 배양한 근육모세포보다 분화된 상태의 근관세포에서 dysferlin의 발현양이 증가하였고, 정상인 대조군의 근조직에서는 비교적 일정한 양과 분포의 dysferlin 단백 발현을 볼 수 있었으나 음성 대조군인 dysferlinopathy를 제외한 근병증 환자의 근조직에서는 괴사가 일어나거나 재생하고 있는 세포의 근섬유막과 세포질에서 dysferlin이 N-CAM과 공통 지역성을 보이며 다른 부위에 비해 발현이 증가한 모습을 확인할 수 있었다. 이를 웨스턴 블롯팅 정량 분석한 결과는 그 평균치가 정상인 대조군과 크게 차이가 없어 질환에 따른 차이는 보이지 않았다.위와 같은 결과는 그동안 알려진 바와 같이 dysferlin이 발생 과정 뿐 만 아니라 재생 과정에서 중요한 역할을 한다는 것을 지지해 주고 있다. 또한 dysferlin 발현과 관련된 근병증 치료법 연구에 도움을 줄 수 있을 것이라고 여겨진다.

[영문]Dysferlin is a 230kDa protein of the sarcolema, this encoding gene is mutated in patients with dysferlinopathy (limb-girdle muscular dystrophy 2B and Miyoshi myopathy), which is characterized by an active muscle degeneration and regeneration process. Dysferlin is known to play an essential role in muscle signaling and muscle fiber repair.We studied to define its functional role in muscle repair and differentiation in human skeletal muscle of the patients with myopathies and cultured human myoblast.An immunohistochemical analysis of dysferlin and N-CAM in biopsied muscle tissue obtained from eleven patients with myopathies [six patients with Duchenne muscular dystrophy (DMD), two patients with dermatomyositis (DM), two patients with polymyositis (PM), and one patient with dysferlinopathy (MM)] and eight normal controls. Cultured human myoblast obtained from normal muscle tissue was also analyzed expression of dysferlin by immunocytochemical staining and western blot.The expression of dysferlin by immunohistochemistry presented in sarcolemmal region of muscle fibers in normal, DMD, PM, and DM, but not in dysferlinopathy. The immunoreactivity of dysferlin was strongly expressed in regenerative muscle fibers of myopathies except dysferlinpathy, which was co-localization with N-CAM by double immunohistochemistry. By western blot analysis, the expression level of dysferlin was variable in myopathies compared to normal controls, but no expression in dyferlinopathy. The expression of dysferlin in myotubes was significantly increased compared to that in myoblast by immunostaining and western blot analysis.These results indicated that the expression of dysferlin increased in regenerative and degenerative muscle fibers and also increased in myoblast differentiation. Our study supports dysferlin have a role not only in skeletal muscle development but also in regeneration/repair process.