Физиологическая роль белка дистрофина и патологические состояния при его дефиците

  • Авторы: Соколова М.Г.1,2, Поляков Ю.И.3,4,5, Абрамова А.П.6
  • Учреждения:
    1. Национальный медицинский исследовательский центр имени В. А. Алмазова, Санкт-Петербург, Россия
    2. Российский государственный педагогический университет им. А. И. Герцена Санкт-Петербург, Россия.
    3. Институт Физиологии им. И.П. Павлова РАН, Санкт-Петербург, Россия
    4. Первый Санкт-Петербургский государственный медицинский университет им. акад. И.П. Павлова Санкт-Петербург, Россия
    5. Северо-Западный государственный медицинский университет имени И.И. Мечникова, Санкт-Петербург, Россия.
    6. Институт Физиологии им. И.П. Павлова РАН, Санкт-Петербург, Россия.
  • Раздел: Аналитические обзоры
  • Статья опубликована: 17.09.2025
  • URL: https://journals.eco-vector.com/MAJ/article/view/655847
  • DOI: https://doi.org/10.17816/MAJ655847
  • ID: 655847


Цитировать

Полный текст

Аннотация

Дистрофин является важным структурным белком в организме человека,   стабилизирующим мембраны мышечных клеток и обеспечивающим нормальное функционирование скелетной мускулатуры. Вследствие мутаций на коротком плече половой Х-хромосомы возникает утрата дистрофина в организме, что приводит к нарушению целостности сарколеммы, разрушению миоцитов, которое сопровождается постепенным некрозом мышечных волокон и замещению их соединительной и жировой тканью. Мышечная дистрофия Дюшенна – это наследственное нервно-мышечное заболевание, связанное с недостаточностью белка дистрофина, выявляется у 1 ребенка мужского пола на каждые 3500-5000 новорожденных мальчиков. Заболевание приводит к мышечной слабости, замещению мышечной ткани жировой и утрате двигательной активности с нарушением дыхания и развитием кардиомиопатии. Однако современный взгляд на функцию  дистрофина значительно шире, последние исследования показывают, что данный белок играет важную роль в метаболизме не только на уровне клетки, но и всего организма. В данном обзоре будет представлена информация о строении, функции дистрофина и патологических процессах, связанных с дефицитом данного белка.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

Мария Георгиевна Соколова

Национальный медицинский исследовательский центр имени В. А. Алмазова, Санкт-Петербург, Россия; Российский государственный педагогический университет им. А. И. Герцена
Санкт-Петербург, Россия.

Автор, ответственный за переписку.
Email: sokolova.m08@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-3829-9971
SPIN-код: 1328-4584

доктор медицинских наук, профессор кафедры нейрохирургии с клиникой, Национальный медицинский исследовательский центр имени В. А. Алмазова

Россия, 197349, Россия, Санкт-Петербург, Аккуратова, д. 2;191181, Россия, Санкт-Петербург, Казанская д.3.

Юрий Израилевич Поляков

Институт Физиологии им. И.П. Павлова РАН, Санкт-Петербург, Россия;
Первый Санкт-Петербургский государственный медицинский университет им. акад. И.П. Павлова Санкт-Петербург, Россия;
Северо-Западный государственный медицинский университет имени И.И. Мечникова, Санкт-Петербург, Россия.

Email: yu.poliakov@gmail.com
ORCID iD: 0000-0003-1664-2107
SPIN-код: 4237-4421

доктор медицинских наук профессор старший научный сотрудник

Россия, 199034, Россия, г. Санкт-Петербург, наб.Макарова, д.6; 197022, Российская Федерация, г. Санкт-Петербург, ул. Льва Толстого, д. 6-8; 191015, Россия, г. Санкт-Петербург, ул. Кирочная, д.41

Анна Павловна Абрамова

Институт Физиологии им. И.П. Павлова РАН, Санкт-Петербург, Россия.

Email: anyutka30_94@mail.ru
ORCID iD: 0009-0009-1260-4171
SPIN-код: 1218-6615

аспирант

Россия, 199034, Россия, г. Санкт-Петербург, наб.Макарова, д.6

Список литературы

  1. 1.Iskandar K, Dwianingsih E. K., Pratiwi L. The analysis of DMD gene deletions by multiplex PCR in Indonesian DMD/BMD patients: the era of personalized medicine. BMC Research Notes. 2019;12(1):234-265. doi.org/10.1186/S13104-019-4730-1
  2. 2.Yucel N., Chang A. C., Day J. W. Humanizing the mdx mouse model of DMD: the long and the short of it. In npj. Regenerative Medicine. 2018;3(1):74-85. doi.org/10.1038/s41536-018-0045-4
  3. 3.Lederfein D., Levy Z., Augier N., Mornet D., Morris G. A 71-kilodalton protein is a major product of the Duchenne muscular dystrophy gene in brain and other nonmuscle tissues. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America.1992;89(12):5346–5350.
  4. doi.org/10.1073/PNAS.89.12.5346
  5. 4.Forrest S. M., Cross G. S., Speer A., Gardner-Medwin D. Preferential deletion of exons in Duchenne and Becker muscular dystrophies. Nature. 1987; 329(6140):638–640. doi.org/10.1038/329638a0
  6. 5.Coote D. J., Davis M. R., Cabrera M., Needham M. CUGC for Duchenne muscular dystrophy (DMD). European Journal of Human Genetics. 2018;26(5):749–757. doi.org/10.1038/S41431-017-0013-2
  7. 6.Doorenweerd N., Mahfouz A., van Putten M., Kaliyaperumal R. Timing and localization of human dystrophin isoform expression provide insights into the cognitive phenotype of Duchenne muscular dystrophy. Scientific Reports. 2017;7(1):126-134. doi.org/10.1038/S41598-017-12981-5
  8. 7.Blake D. J., Weir A., Newey S. E. Function and genetics of dystrophin and dystrophin-related proteins in muscle. Physiological Reviews. 2002; 82(2): 291–329. doi.org/10.1152/PHYSREV.00028.2001
  9. 8.Gao Q. Q., & McNally E. M. The Dystrophin Complex: Structure, Function, and Implications for Therapy. Comprehensive Physiology. 2015; 5(3):1223–1239. doi.org/10.1002/CPHY.C140048
  10. 9.Petrof B. J., Shrager J. B., Stedman H. H., Kelly A. M. Dystrophin protects the sarcolemma from stresses developed during muscle contraction. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America.1993;90(8):3710–3714. doi.org/10.1073/PNAS.90.8.3710
  11. 10.Duncan C. J. Role of intracellular calcium in promoting muscle damage: a strategy for controlling the dystrophic condition. Experientia. 1978;34(12): 1531–1535. doi.org/10.1007/BF02034655
  12. 11.Mongini T., Ghigo D., Doriguzzi C., Bussolino F. Free cytoplasmic Ca++ at rest and after cholinergic stimulus is increased in cultured muscle cells from Duchenne muscular dystrophy patients. Neurology.1988; 38(3): 476–480.
  13. doi.org/10.1212/WNL.38.3.476
  14. 12.McCarter G. C., & Steinhardt R. A. Increased activity of calcium leak channels caused by proteolysis near sarcolemmal ruptures. The Journal of Membrane Biology, 2000;176(2):169–174.
  15. doi.org/10.1007/S00232001086
  16. 13.Singh S., Singh T., Kunja C., Dhoat N. S. Gene-editing, immunological and iPSCs based therapeutics for muscular dystrophy. European Journal of Pharmacology. 2021;9(12):45-68. doi.org/10.1016/J.EJPHAR.2021.174568
  17. 14.Duan D. Systemic AAV Micro-dystrophin Gene Therapy for Duchenne Muscular Dystrophy. Molecular Therapy : The Journal of the American Society of Gene Therapy. 2018;26(10):2337–2356.
  18. doi.org/10.1016/J.YMTHE.2018.07.011
  19. 15.Kim J. H., Kwak H. B., Thompson L. Contribution of oxidative stress to pathology in diaphragm and limb muscles with Duchenne muscular dystrophy. Journal of Muscle Research and Cell Motility. 2013;34(1):1-13. doi.org/10.1007/S10974-012-9330-9
  20. 16.Grounds M. D., Terrill J. R., Al-Mshhdani, B. A., Duong M. N. Biomarkers for Duchenne muscular dystrophy: myonecrosis, inflammation and oxidative stress. Disease Models & Mechanisms.2020;13(2): doi.org/10.1242/DMM.043638
  21. 17.Petrillo S., Pelosi L., Piemonte, F., Travaglini L., Forcina L. Oxidative stress in Duchenne muscular dystrophy: focus on the NRF2 redox pathway. Human Molecular Genetics. 2017;26(14):2781–2790. doi.org/10.1093/HMG/DDX173
  22. 18.Муравлева Э. А., Стародубова А. В., Пышкина Н. П., Дуйсенова О. С. Детекция мутации de novo в гене дистрофина и её значение для медико-генетического консультирования при мышечной дистрофии Дюшенна (клиническое наблюдение). БМИК. 2014 №4
  23. [Muravleva E. A., Starodubova A. V., Pyshkina N. P., Dujsenova O. S. Detekciya mutacii de novo v gene distrofina i eyo znachenie dlya mediko-geneticheskogo konsul'tirovaniya pri myshechnoj distrofii Dyushenna (klinicheskoe nablyudenie) [Detection of the de novo mutation in the dystrophin gene and its significance for medical and genetic counseling in Duchenne muscular dystrophy (clinical observation)]. BMIK. №4 (In Russ)]
  24. 19.Tavasoli M., Lahire, Sokolenko S., Novorolsky R. Mechanism of action and therapeutic route for a muscular dystrophy caused by a genetic defect in lipid metabolism. Nature Communications. 2022;13(1):45-67. doi.org/10.1038/S41467-022-29270-Z
  25. 20.Srivastava N. K., Mukherjee S., & Sinha N. Alteration of phospholipids in the blood of patients with Duchenne muscular dystrophy (DMD): in vitro, high resolution 31P NMR-based study. Acta Neurologica Belgica. 2016; 116(4):573–581. doi.org/10.1007/S13760-016-0607-4
  26. 21.Srivastava N. K., Pradhan S., Mittal B., & Gowda, G. A. N. High resolution NMR based analysis of serum lipids in Duchenne muscular dystrophy patients and its possible diagnostic significance. NMR in Biomedicine.2010;23(1):13–22. doi.org/10.1002/NBM.1419
  27. 22.Piperi C, Papapanagiotou A, Kalofoutis C, Zisaki K, Michalaki V, Tziraki A, Kalofoutis A. Altered long chain fatty acids composition in Duchenne muscular dystrophy erythrocytes. In Vivo. 2024;18(6):799-802. PMID: 15646823.
  28. 23.Cotton S., Voudouris N. J., & Greenwood, K. M. Intelligence and Duchenne muscular dystrophy: full-scale, verbal, and performance intelligence quotients. Developmental Medicine and Child Neurology.2001;43(7):497. doi.org/10.1017/S0012162201000913
  29. 24.Ricotti V., Mandy W. P. L., Scoto M. Neurodevelopmental, emotional, and behavioural problems in Duchenne muscular dystrophy in relation to underlying dystrophin gene mutations. Developmental Medicine and Child Neurology.2016;58(1):77–84. doi.org/10.1111/DMCN.12922
  30. 25.Соколова М.Г., Лобзин С.В., Никишина О.А., Киселёв А.В., Резванцев М.В., Литвиненко И.В., Гавриченко А.В. (2017) Патогенез когнитивных расстройств при мышечной дистрофии Дюшенна. Журнал неврологии и психиатрии им. С.С. Корсакова. 117(12):78‑84. [Sokolova M.G., Lobzin S.V., Nikishina O.A., Kiselyov A.V., Rezvancev M.V., Litvinenko I.V., Gavrichenko A.V. (2017) Patogenez kognitivnyh rasstrojstv pri myshechnoj distrofii Dyushenna. [The pathogenesis of cognitive disorders in Duchenne muscular dystrophy.] ZHurnal nevrologii i psihiatrii im. S.S. Korsakova. 117(12):78-84 (In Russ)]
  31. doi.org/10.17116/jnevro201711712178-84
  32. 26. Itoh K., Jinnai K., Tada K., Hara K. Multifocal glial nodules in a case of Duchenne muscular dystrophy with severe mental retardation. Neuropathology.1999;19(3):322–327 doi.org/10.1046/J.1440-1789.1999.00240.X
  33. 27.Jagadha V., & Becker L. E. Brain morphology in Duchenne muscular dystrophy: a Golgi study. PediatricNeurology.1998;4(2):87–92. doi.org/10.1016/0887-8994(88)90047-1
  34. 28.Doorenweerd N., Straathof C. S., Dumas E. M. Reduced cerebral gray matter and altered white matter in boys with Duchenne muscular dystrophy. Annals of Neurology. 2014;76(3):403–411.
  35. doi.org/10.1002/ANA.24222
  36. 29. Соколова М.Г., Лопатина Е.В., Пеннияйнен В.А., Кипенко А.В., Гавриченко А.В. Органная культура нервной ткани – тест система для изучения особенностей патогенеза нейродегенеративных заболеваний. Гены и Клетки. 2017;12(3): 229. [Sokolova M.G., Lopatina E.V., Penniyajnen V.A., Kipenko A.V., Gavrichenko A.V. Organnaya kul'tura nervnoj tkani – test sistema dlya izucheniya osobennostej patogeneza nejrodegenerativnyh zabolevanij. Geny i Kletki. 2017;12(3): 229. (In Russ)]
  37. 30.Соколова М.Г., Лопатина Е.В. Особенности нейротрофической регуляции и расположение мутации в гене дистрофина – факторы, влияющие на развитие когнитивных расстройств у детей и подростков с мышечной дистрофией Дюшенна. Медицина: теория и практика. 2019;4:515-516. [Sokolova M.G., Lopatina E.V. Osobennosti nejrotroficheskoj regulyacii i raspolozhenie mutacii v gene distrofina – faktory, vliyayushchie na razvitie kognitivnyh rasstrojstv u detej i podrostkov s myshechnoj distrofiej Dyushenna. Medicina: teoriya i praktika. 2019;4:515-516. (In Russ)]

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Эко-Вектор,


СМИ зарегистрировано Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций (Роскомнадзор).
Регистрационный номер и дата принятия решения о регистрации СМИ: серия ПИ № ФС 77 - 74760 от 29.12.2018 г.