美国宾夕法尼亚大学佩雷尔曼医学院研究人员近日发现，长期以来被认为主要负责保护染色体末端的端粒重复序列结合因子2（TRF2），在肌肉干细胞中还扮演着截然不同的关键角色：维持细胞身份、调控肌肉再生过程。相关成果已发表于《科学进展》。

TRF2是一种在端粒——染色体末端的保护性DNA帽——处发挥作用的蛋白质，其主要功能是防止染色体末端受损或被误识别为断裂DNA。然而，此次研究揭示了这一蛋白在肌肉干细胞中的全新功能维度。

肌肉受伤后，肌肉干细胞从休眠状态苏醒，增殖、修复受损组织，随后通过重新进入休眠状态完成自我更新。研究团队通过实验室研究发现，TRF2水平在这些状态转换过程中呈现精准的动态调控，提示这一蛋白在肌肉干细胞于休眠、修复和自我更新状态之间切换时发挥协调作用。

当研究团队在小鼠肌肉干细胞中敲除TRF2时，肌肉最初表现正常，但肌肉干细胞群体随时间逐渐减少。出乎意料的是，这些细胞并未像科学家根据TRF2在其他组织中的已知作用所预期的那样死亡，而是丧失了作为肌肉干细胞所必需的分子身份。结果，受伤肌肉无法正常再生，取而代之的是瘢痕组织和脂肪的积累，而非健康肌肉组织的恢复。

论文通讯作者、宾大医学院骨科副教授Foteini Mourkioti博士表示："这彻底改变了我们对TRF2在这些细胞中作用的认识。细胞身份的丧失对损伤后是否还能实现恢复，具有严重影响。"

研究团队在杜氏肌营养不良症小鼠模型中进一步发现，从肌肉干细胞中去除TRF2会显著加速疾病进展，导致肌肉退化恶化并缩短存活时间。

为探究背后的机制，研究团队发现TRF2并不仅仅作用于染色体末端，还结合于基因组中控制肌肉干细胞身份必需基因的调控区域。这些区域中许多含有G-四链体——一种已在癌症研究中作为有前景靶点的二级DNA结构。

Mourkioti表示："我们发现TRF2通过这些二级DNA结构来保护肌肉干细胞的身份，维持其修复受损肌肉的能力，这完全出乎意料。"

研究人员指出，这一发现还有望为解答一个长期悬而未决的生物学问题提供线索：为何骨骼肌是人体再生能力最强的组织之一，而起源于肌肉的癌症却相对罕见。理解骨骼肌如何以不同于其他组织的方式利用TRF2，或可揭示在不增加癌症风险的前提下促进再生的新途径。

Mourkioti团队目前正在研究肌肉干细胞利用TRF2的独特方式，是否能为肌营养不良症提供新的治疗策略，并为更易患癌症的组织的癌症生物学研究提供新的认识。

参考文献：Ji-Hyung Lee et al, TRF2 couples muscle stem cell identity to regenerative repair, Science Advances (2026). DOI: 10.1126/sciadv.aei7316. www.science.org/doi/10.1126/sciadv.aei7316

编辑：王洪

排版：李丽