《Nature Communications》：Restorative macrophage-derived RNAseT2 stimulates muscle stem cell fusion via an SLK/N-WASP/actin bundling dependent axis
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肌肉损伤后，肌肉干细胞（MuSCs）如何有效融合以修复骨骼肌，其机制尚不明确。本研究发现，修复微环境中的恢复性巨噬细胞分泌核糖核酸酶T2（RNAseT2），后者通过结合并激活MuSCs内的SLK/N-WASP通路，驱动肌动蛋白成束，从而促成MuSC融合。该研究揭示了一种全新的RNAseT2功能，阐明了巨噬细胞支持肌肉修复的新分子机制，为肌肉再生障碍相关疾病的治疗提供了新靶点。
骨骼肌拥有强大的自我修复能力，这在很大程度上归功于一群“预备役”细胞——肌肉干细胞（Muscle stem cells, MuSCs）。当肌肉受伤时，这些沉睡的干细胞会被唤醒，它们增殖、分化，并最终相互融合，形成新的肌纤维来修补损伤。然而，这个看似顺畅的修复过程，尤其是在细胞融合这个关键步骤，并非由MuSCs独力完成。它们所处的微环境，特别是其中活跃的免疫细胞——巨噬细胞，扮演着至关重要的“助手”角色。已知有一类具有修复功能的“恢复性巨噬细胞”（Restorative macrophages）能够显著促进MuSCs的融合，但这位得力助手究竟是通过何种“暗号”（分子信号）来发号施令的，一直是肌肉再生领域一个待解之谜。解开这个谜题，不仅有助于我们更深入地理解生命体自我修复的精细调控网络，也为治疗因肌肉再生障碍导致的肌萎缩、肌营养不良等疾病提供了潜在的新思路。
为了回答上述问题，研究人员开展了一项深入的研究。他们发现，恢复性巨噬细胞分泌的一种名为核糖核酸酶T2（Ribonuclease T2, RNAseT2）的蛋白质，是刺激MuSC融合的关键因子。RNAseT2能进入MuSCs内部，通过激活一条由Ste20样激酶（Ste20-like kinase, SLK）和神经型Wiskott-Aldrich综合征蛋白（Neural Wiskott-Aldrich syndrome protein, N-WASP）组成的信号轴，促使细胞内的肌动蛋白（actin）纤维组装成束。这种肌动蛋白束的形成，为MuSCs彼此“手拉手”融合在一起提供了必要的结构动力。这项研究不仅首次揭示了RNAseT2在细胞生物学中的这一全新功能，也阐明了巨噬细胞支持组织修复的一种前所未有的精确分子机制。该成果已发表于《自然·通讯》（Nature Communications）期刊。
为开展此项研究，作者主要运用了以下几种关键技术方法：利用条件性基因敲除（基因酸除）小鼠模型（巨噬细胞特异性缺失RNAseT2）和小型模式生物斑马鱼的体内实验，评估RNAseT2缺失或过表达对肌肉再生和肌纤维融合的影响；采用细胞共培养、重组蛋白处理、小干扰RNA（siRNA）敲低等技术，在体外验证RNAseT2对MuSC融合的促进作用及其进入细胞的途径（如通过甘露糖受体）；运用免疫共沉淀、蛋白质印迹、免疫荧光染色、磷酸化蛋白检测等分子与细胞生物学手段，解析RNAseT2下游的SLK/N-WASP信号通路的激活机制及肌动蛋白成束的动态过程。
研究结果
恢复性巨噬细胞通过分泌RNAseT2促进MuSC融合
研究人员通过体外共培养实验发现，恢复性巨噬细胞的条件培养基能显著促进MuSCs的融合。通过质谱分析和功能验证，他们从条件培养基中鉴定出RNAseT2是关键活性成分。使用重组RNAseT2蛋白可直接刺激MuSC融合，而利用抗体中和或基因敲低技术去除巨噬细胞来源的RNAseT2，则会削弱其促融合能力。
RNAseT2通过甘露糖受体进入MuSCs并诱导肌动蛋白成束
机制探索表明，RNAseT2通过MuSCs表面的甘露糖受体（Mannose receptor）内化进入细胞。进入细胞后，RNAseT2能诱导MuSCs内形成粗大的肌动蛋白应力纤维束，这种细胞骨架的重排是细胞融合的前期关键事件。抑制肌动蛋白聚合会阻断RNAseT2的促融合作用。
RNAseT2通过结合并激活SLK/N-WASP信号轴驱动肌动蛋白成束
为了阐明RNAseT2如何调控肌动蛋白，研究人员进行了深入机制研究。他们发现RNAseT2在细胞内直接与丝氨酸/苏氨酸激酶SLK结合。这种结合触发了一系列磷酸化事件：SLK磷酸化并激活粘着斑蛋白Paxillin，进而导致N-WASP在特定位点（Tyr256）发生磷酸化而被激活。活化的N-WASP能够促进肌动蛋白相关蛋白2/3复合体（Arp2/3 complex）介导的肌动蛋白成核与聚合，最终形成稳定的肌动蛋白束。干扰SLK或N-WASP的表达或功能，均可阻断RNAseT2诱导的肌动蛋白成束和MuSC融合。
体内验证：RNAseT2是肌肉再生所必需的
在体实验结果强化了上述发现。在肌肉损伤的小鼠模型中，巨噬细胞特异性敲除RNAseT2会导致再生肌纤维融合缺陷，新生肌纤维横截面积减小。相反，在再生肌肉中局部过表达RNAseT2，则能增加新形成肌纤维中的细胞核数目（融合增强的标志）。在斑马鱼肌肉再生模型中也观察到了类似的结果，证实了RNAseT2功能的进化保守性。
研究结论与讨论
本研究系统性地揭示了一条由恢复性巨噬细胞主导、调控肌肉干细胞融合的完整分子通路：巨噬细胞分泌RNAseT2 → RNAseT2经甘露糖受体进入MuSCs → RNAseT2结合并激活SLK → SLK通过磷酸化Paxillin激活N-WASP → 活化的N-WASP驱动肌动蛋白成束 → 最终促成MuSC融合。该研究具有多重重要意义：首先，它首次将RNAseT2——一个在进化上高度保守、但其功能多在RNA代谢相关背景下被研究的酶——与细胞融合及组织修复这一全新的生物学过程联系起来，极大地拓展了对其功能的认识。其次，它详细阐明了恢复性巨噬细胞促进组织修复的一种精确的、配体-受体-胞内信号轴明确的分子机制，突破了以往对免疫细胞功能较为笼统的认识。最后，该研究发现的RNAseT2-SLK-N-WASP信号轴为干预肌肉再生障碍性疾病（如肌营养不良、衰老性肌少症等）提供了潜在的新药靶点。通过增强该通路的功能，或许能够改善病理状态下肌肉干细胞的融合效率，从而促进肌肉再生和功能恢复。这项研究不仅增进了我们对生命体自我修复精密调控的理解，也为转化医学带来了新的启示。
