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美国国家科学院院刊。2005年12月13日；102(50): 18117–18122.
2005年12月5日在线发布。 数字对象标识：10.1073/pnas.0505996102
预防性维修识别码：项目编号：1306793
PMID：16330774

通过激活素II型受体的多配体信号调节肌肉生长

李世珍,*† 洛里·里德,‡ 莫妮克·戴维斯,§ 斯特凡·吉根拉斯, 玛丽·E·P·戈德,‡ 凯西·汤金森,∥ 吉尔·F·赖特,∥ 克里斯托弗·巴克,** 格雷戈里·埃曼特罗,** 詹姆斯·霍尔姆斯特伦,** 贝蒂·特罗威尔,** 格尔兹,†† Man Shiow Jiang（蒋文绍）,†† 苏珊娜·塞博尔德,* 马丁·马祖克,‡‡ En Li公司,§§¶¶ 李方亮,†† 埃德温·夸特尔鲍姆,†† 罗纳德·斯托蒂什,††和尼尔·M·沃尔夫曼∥
作者信息 文章注释 版权和许可信息 PMC免责声明

摘要

肌生长抑制素是一种分泌蛋白，通常作为肌肉生长的负调节因子发挥作用。能够阻断肌肉生长抑制素信号通路的药物在治疗人类肌肉退化疾病以及提高牲畜产量方面具有重要应用。在这里，我们描述了一种有效的肌肉生长抑制素抑制剂，一种可溶形式的激活素ⅡB型受体（ACVR2B），当注射到野生型小鼠体内时，它可以导致肌肉质量急剧增加（2周内高达60%）。此外，我们发现可溶性受体的作用在Mstn公司-/-这表明，除肌抑制素外，至少还有一种其他配体正常发挥作用，限制肌肉生长。最后，我们提供了遗传证据，证明这些配体通过激活素II型受体ACVR2和ACVR2B发出信号，以调节肌肉生长体内.

关键词：肌抑制素，转化生长因子-β

肌生长抑制素是TGF-β家族成员，在调节骨骼肌生长中起关键作用（综述见参考文献。1). 携带靶向突变的小鼠肌肉抑制素由于肌肉纤维增生和肥大的综合作用，基因所拥有的肌肉大约是正常肌肉的两倍(2). 肌肉生长抑制素似乎在其他物种中也起着类似的作用；肌肉生长抑制素基因的自然突变已被证明与牛的双肌肉表型有关(三–6)最近的研究表明，一个肌肉质量大约是正常肌肉质量两倍的人类婴儿，其肌肉中的功能丧失突变也是纯合子MSTN公司基因(7). 这些发现提出了一种可能性，即能够靶向肌肉生长抑制素信号通路的药物可能有助于增加农业和人类治疗应用中的肌肉质量。在这方面，肌肉抑制素信号的丢失已被证明在肌肉退化的小鼠模型中具有有益的作用(8,9)和代谢(10)疾病。

已鉴定出多种能够抑制肌抑制素活性的肌抑制蛋白结合蛋白在体外(8,11–16). 其中两种蛋白质，针对肌肉生长抑制素的JA16中和单克隆抗体（Ab）(8,15)和一种对BMP-1/tolloid金属蛋白酶家族成员耐药的肌抑制素前肽突变形式(16)已证明，当给野生型（WT）小鼠服用时，能够增加约25%的肌肉质量。为了确定这些肌肉生长的增加是否是通过靶向该信号通路实现的最大值，我们寻找了额外的肌肉生长抑制素抑制剂，这些抑制剂可能在靶向TGF-β超家族其他成员的能力方面具有更广泛的特异性。先前的研究表明，肌抑制素能够在转染COS细胞中结合两种激活素II型受体ACVR2B，在较小程度上结合ACVR2(11,17). 此外，使用肌球蛋白轻链启动子/增强子在骨骼肌中表达截短型ACVR2B的转基因小鼠的肌肉质量显著增加(11). 因为已经证明激活素II型受体能够结合除肌抑制素外的许多其他TGF-β家族成员（综述见参考文献。18)，我们检查了对成年小鼠施用可溶性ACVR2B（ACVR2B/Fc）的效果。

材料和方法

Acvr2型(19)和Acvr2b公司(20)突变小鼠维持在杂交C57BL/6，129 Sv/J背景下。Mstn公司突变小鼠(2)保持在C57BL/6背景下。如参考文献所述，选择表达小鼠ACVR2B胞外结构域的CHO细胞与小鼠Fc结构域融合。21用蛋白a Sepharose柱纯化ACVR2B/Fc融合蛋白。使用pGL3-（CAGA）测定肌肉生长抑制素、GDF-11/BMP-11和激活素活性12-参考文献中描述的A204横纹肌肉瘤细胞中荧光素酶报告物检测。12为了分析给小鼠施用ACVR2B/Fc的效果，在第1、4、8、15和22天用ACVR2B/Fc或PBS腹膜内注射6周大的雌性，并在第29天处死以进行肌肉分析。对于在1周、2周或3周后评估ACVR2B/Fc效果的实验，分别在第22天、第15天和第22天或第8、15和22天向动物注射ACVR2B/Fc，并在剩余的每个时间点注射PBS（例如，在2周实验的第1、4和8天）。为了测量肌肉重量，解剖了动物两侧的单个肌肉，并使用每个肌肉的平均重量。为了进行形态计量分析，使用低温恒温器连续切取腓肠肌和跖肌至其最宽点，并从苏木精/伊红染色切片测量纤维直径（作为穿过中点的纤维的最短距离）。肌肉蛋白质和DNA含量的量化如参考文献所述。2.

结果和讨论

生成具有增强稳定性的可溶性ACVR2B受体体内，我们将ACVR2B的胞外结构域融合到Fc结构域。我们生成表达高水平ACVR2B/Fc的CHO细胞，然后从这些CHO细胞的条件培养基中纯化蛋白。如所示图1一个纯化的ACVR2B蛋白由单体分子量≈52000的二硫键二聚体组成。我们首先使用pGL3-（CAGA）检测ACVR2B/Fc在细胞培养中阻断肌抑制素信号的能力12-荧光素酶报告基因作为细胞内Smad蛋白激活的读数。如前所述(12)将肌抑制素与转染报告基因的A204横纹肌肉瘤细胞孵育，构建诱导荧光素酶表达高于基础水平的细胞。在分析中添加ACVR2B/Fc以剂量依赖性方式阻断了IC的肌抑制素活性50≈180 pM(图1B类). ACVR2B/Fc的效力在体外与其他两种肌生长抑制素抑制剂，卵泡抑制素和肌生长抑素前肽类似。ACVR2B/Fc还能够阻断另外两种TGF-β相关配体GDF-11/BMP-11和激活素的活性(图1C类).

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注射ACVR2B/Fc的小鼠肌肉质量增加。(一个)纯化的ACVR2B/Fc通过考马斯蓝染色和针对Fc结构域的Abs蛋白印迹进行分析。(B类)ACVR2B/Fc、卵泡抑素和肌抑素前肽对3 ng/ml肌抑素诱导的A204细胞荧光素酶报告活性的影响。(C类)ACVR2B/Fc对10 ng/ml肌肉生长抑制素、10 ng/ml GDF-11/BMP-11和20 ng/ml激活素在A204细胞中诱导的萤光素酶活性的影响。RLU，相对灯光单位。

然后我们检测了ACVR2B/Fc促进肌肉生长的能力体内从6周龄开始的雌性C57BL/6小鼠在4周的时间内以每次注射10mg/kg的剂量进行5次ACVR2B/Fc的腹膜内注射。我们将这些小鼠的肌肉重量与接受相同时间表PBS注射的对照小鼠的肌肉体重进行了比较。在之前的实验中，我们已经表明，使用其他两种蛋白质（对照小鼠单克隆抗体和融合到Fc结构域的肌抑制素前肽）的相同注射方案与PBS相比没有任何效果(16). 相反，注射ACVR2B/Fc导致肌肉生长增加32-40%(表1)，这是一个非常显著的影响(P（P）数值范围为10-7到10-8). ACVR2B/Fc对肌肉生长的影响很快，间隔1周注射两次即可达到最大效果(表1). 这种效果也具有剂量依赖性，在最高剂量（50 mg/kg）下，仅2周后，我们就能够使肌肉质量增加39–61%(表1). 这些发现表明，通过干扰该信号通路来增加肌肉生长的能力明显大于先前的认识。

表1。

注射ACVR2B/Fc小鼠的肌肉重量
肌肉重量，mg
老鼠不。胸肌三头肌四头肌腓肠肌
重量
+美国公共广播电视公司(n个= 10)46.3 ± 1.270.9 ± 1.8142.1 ± 2.999.1 ± 1.9
   + ACVR2B/Fc型
      10毫克/千克，1周(n个= 6)57.8 ± 2.8*89.0 ± 4.5*166.7 ± 6.6*115.0 ± 5.0†
      10毫克/千克，2周(n个= 10)68.1 ± 1.8‡96.3 ± 2.3‡185.4 ± 4.1‡124.6 ± 3.1‡
      10毫克/千克，3周(n个=10）64.0 ± 1.7‡96.4 ± 2.2‡182.2±5.1‡121.4 ± 2.9‡
      10毫克/千克，4周(n个= 10)63.8 ± 1.5‡99.5 ± 2.5‡188.0 ± 4.8‡131.6 ± 2.8‡
      30毫克/千克，2周(n个= 6)67.2 ± 3.8*103.7 ± 3.3‡191.7 ± 7.4§125.8 ± 5.0*
      50 mg/kg，2周(n个= 7)71.0 ± 1.2‡114.4 ± 2.9‡204.7 ± 4.5‡138.1 ± 3.5‡
Mstn公司-/-
   + 美国公共广播电视公司(n个= 10)104.6 ± 3.2154.9 ± 4.1267.0 ± 7.6177.2 ± 5.9
   + ACVR2B/Fc型
      10毫克/千克，4周(n个= 10)129.3 ± 3.6194.7 ± 5.3306.7 ± 7.9∥214.8 ± 5.4**
*,P（P）与WT+PBS相比<0.01
†,P（P）<0.05，与WT+PBS相比
‡,P（P）<0.0001 vs.重量+PBS
§,P（P）与WT+PBS相比<0.001
,P（P）<0.0001与。Mstn公司-/-+公共广播系统
∥,P（P）<0.01与。Mstn公司-/-+公共广播系统
**,P（P）<0.001与。Mstn公司-/-+公共广播系统

出生后骨骼肌的生长通常通过单个肌纤维的肥大而不是新纤维的形成来实现(22). 为了确定成年小鼠服用ACVR2B/Fc是否通过诱导肌纤维肥大而导致肌肉生长，我们检查了注射PBS或ACVR2B/Fc（10 mg/kg，持续4周）的小鼠的腓肠肌和跖肌。在这些实验中，我们分析了从这些肌肉最宽部分制备的苏木精/伊红染色切片。对这些切片的检查显示，注射ACVR2B/Fc的小鼠腓肠肌和跖肌的总横截面积显著增加（数据未显示）。肌肉看起来非常正常，没有退化的迹象(图2一个). 然而，与注射PBS的小鼠相比，注射ACVR2B/Fc的小鼠的肌纤维尺寸明显增加(图2B类). 对注射PBS的三只小鼠中每只小鼠的250条肌纤维的测量显示，平均纤维直径分别为31.5、34.5和35.1μm。相反，对注射ACVR2B/Fc的三只小鼠进行的类似分析显示，平均纤维直径为39.9、40.7和40.8μm。因此，与PBS相比，ACVR2B/Fc给药导致平均纤维直径平均增加20%(P（P）= 0.02). 考虑到肌肉纤维总体积预计与纤维直径的平方大致成正比，观察到的纤维直径增加似乎完全解释了我们在这种ACVR2B/Fc给药方案中观察到的肌肉重量的总体增加（32-40%）。

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ACVR2B/Fc诱导的肌纤维肥大。(一个)从注射PBS或ACVR2B/Fc的小鼠腓肠肌/跖肌制备苏木精/伊红切片。(B类)注射PBS或ACVR2B/Fc小鼠的肌纤维大小分布。(C类)WT和WT的胸肌、三头肌、股四头肌和腓肠肌/跖肌的重量增加百分比Mstn公司-/-相对于PBS注射ACVR2B/Fc（10 mg/kg，持续4周）的小鼠。实际体重、标准误差和P（P）值如所示表1.

除了测量纤维大小外，我们还分析了这些小鼠匀浆中肌肉的成分。对股四头肌的分析显示，总蛋白含量增加了61%，从注射PBS的小鼠的17.7±4.3 mg增加到注射ACVR2B/Fc的小鼠的28.4±2.5 mg(P（P）= 0.03). 同样，注射ACVR2B/Fc的小鼠的总DNA含量从72.1±7.9μg增加到105.5±6.3μg，增加了46%(P（P）= 0.02). 因此，服用ACVR2B/Fc导致的肌肉重量增加伴随着总蛋白和DNA含量的相应增加，这与肌肉纤维肥大一致。

总的来说，我们在服用ACVR2B/Fc后观察到的肌肉重量增加似乎远大于之前使用其他肌抑制素抑制剂（例如D76A突变型肌抑制蛋白前肽/Fc融合蛋白）进行的实验中获得的增加(16)以及针对肌抑制素的JA16中和单克隆抗体(8,15)，增加了ACVR2B/Fc可能抑制除肌生长抑制素外的其他配体的活性的可能性。为了研究这种可能性，我们分析了将ACVR2B/Fc注射到Mstn公司-/-老鼠。因为我们想比较ACVR2B/Fc在Mstn公司-/-与在WT C57BL/6小鼠中观察到的小鼠直接比较，我们使用Mstn公司-/-至少五次回交到C57BL/6基因背景的小鼠。如所示表1和图2C类，给药ACVR2B/Fc（10 mg/kg，持续4周）至Mstn公司-/-小鼠导致了统计上显著的增加(P（P）数值范围为10-3到10-5)所有四个肌肉组重量的15-26%。

ACVR2B/Fc增加肌肉重量的能力Mstn公司-/-小鼠与我们使用JA16观察到的结果形成对比，JA16是一种针对肌抑制素的中和单克隆抗体。在之前的实验中，我们表明给WT小鼠服用JA16可以使肌肉重量增加25%(15,16). 然而，在进一步的实验中，我们没有观察到这种Ab对肌肉生长有任何影响Mstn公司-/-即使在以60mg/kg的剂量注射9周后（数据未显示）。这些数据表明，JA16抗体在WT小鼠中的增强肌肉作用完全或主要是由于抑制肌肉生长抑制素活性所致。事实上，ACVR2B/Fc在Mstn公司-/-与WT小鼠相比，ACVR2B/Fc对WT小鼠的作用至少部分是由于其拮抗肌抑制素活性。然而，事实上，ACVR2B/Fc的作用在Mstn公司-/-小鼠表明，ACVR2B/Fc能够拮抗至少一种其他配体，这种配体也能抑制肌肉生长。

我们假设这另一个配体（或多个配体）也是TGF-β超家族的成员，但目前我们只能推测其身份。除了肌肉生长抑制素外，许多其他TGF-β家族成员已被证明能够结合激活素II型受体（综述见参考文献。18)任何一种都可能在肌肉中发挥与肌抑制素类似的作用。也许最可能的候选基因是GDF-11/BMP-11，它与蛋白质成熟区的肌抑制素高度相关(2,23,24)也在骨骼肌中表达。对小鼠的遗传研究表明Gdf11型调节前/后模式(25)，肾脏发育(25,26)，神经元发育(27,28)和胰腺发育(29). 然而，由于完全缺乏GDF-11/BMP-11的小鼠在围产期死亡，因此，要阐明GDF-11/BMP-11在调节肌肉生长中的作用（如果有的话），就需要产生这样的小鼠：Gdf11型该基因可以通过肌肉特异性或诱导性方式删除。无论这种其他配体的身份如何，与其他肌肉生长抑制素抑制剂相比，ACVR2B/Fc更广泛的特异性可能解释了它比以前用这些其他抑制剂观察到的增强肌肉生长的能力。

为了确定肌抑制素和其他配体在调节肌肉生长中的作用是否由ACVR2、ACVR2B或两者介导，我们检测了一个或两个激活素II型受体基因突变的小鼠的肌肉。Acvr2型之前已经证明突变小鼠有颅面缺陷以及生殖功能异常(19). 虽然有些Acvr2型-/-小鼠在围产期早期死亡，许多纯合子突变体存活到成年。为了评估ACVR2是否参与调节肌肉生长，我们比较了从4个月大的WT、杂合子和杂合子小鼠杂交获得的纯合子突变后代中分离出的胸肌、三头肌、股四头肌和腓肠肌/跖肌的重量。如所示表2和图3一个，女性单个肌肉的重量Acvr2型-/-小鼠表现出统计显著性(P（P）<0.001）与WT对照小鼠相比增加了27-40%。在被检查的每一块肌肉中都观察到了这些增加，在雄性小鼠的相同肌肉组中也观察到了统计上显著的增加，尽管程度较轻（16-23%；数据未显示）。

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肌肉质量增加Acvr2型和Acvr2b公司突变小鼠。(一个)胸肌、三头肌、股四头肌和腓肠肌/跖肌重量的增加/减少百分比Acvr2型+/-,Acvr2型-/-,Acvr2b公司+/-、和Acvr2b公司-/-小鼠相对于WT小鼠。的计算Acvr2型或Acvr2b公司将突变小鼠与通过交配获得的WT后代进行比较Acvr2型+/-或Acvr2b公司+/-小鼠。实际重量、标准误差和P（P）值显示在表2. (B类)胸肌、三头肌、股四头肌和腓肠肌/跖肌重量的增加/减少百分比Acvr2型+/+Acvr2b型+/-,Acvr2型-/--Acvr2b公司+/+、和Acvr2型-/-Acvr2b公司+/-小鼠相对于Acvr2型+/+Acvr2b公司+/+老鼠。实际重量、标准误差和P（P）值如所示表3. (C类)成年野生动物20μg总RNA的Northern blot分析，Acvr2型-/-、和Acvr2b公司-/-老鼠。

表2。

个人肌肉重量Acvr2型和Acvr2b公司突变小鼠
肌肉重量，mg
老鼠不。胸肌三头肌四头肌腓肠肌
Acvr2型+/+(n个= 11)64.3 ± 3.586.6 ± 3.2167.0 ± 8.0103.7 ± 4.6
Acvr2型+/-(n个= 13)59.8 ± 2.784.5 ± 3.1158.3±5.0102.2 ± 3.3
Acvr2型-/-(n个=11）89.9 ± 2.9*117.1 ± 4.2*211.5 ± 7.3†134.5 ± 4.5*
Acvr2b公司+/+(n个= 17)56.9 ± 1.382.5 ± 2.0154.9 ± 3.896.3 ± 1.9
Acvr2b公司+/-(n个= 12)54.8±1.883.9 ± 2.2151.7 ± 4.297.7 ± 2.3
Acvr2b公司-/-(n个= 7)71.6 ± 2.8†99.3 ± 3.9‡167.0 ± 6.893.3 ± 4.1
*,P（P）<0.0001 vs.重量
†,P（P）<0.001与WT
‡,P（P）与WT相比<0.01

我们还对Acvr2b公司突变小鼠。Acvr2b公司-/-研究表明，小鼠的轴型和左右型以及肾脏形成都有缺陷(20). 尽管有这些异常，≈30%Acvr2b公司-/-老鼠能活到成年。如所示表2和图3一个，对幸存女性胸肌和三头肌的分析Acvr2b公司-/-4个月大的小鼠表现出显著的统计学意义(P（P）<0.01）与WT小鼠相比，肌肉重量分别增加了26%和20%。然而，在股四头肌和腓肠肌/跖肌中未观察到有统计学意义的增加。从男性的分析中得到了几乎相同的结果Acvr2b公司-/-小鼠的胸肌和三头肌的重量分别增加了27%和24%，而股四头肌和腓肠肌/跖肌的重量没有统计学意义上的增加（数据未显示）。

根据这些数据，ACVR2和ACVR2B似乎都参与调节肌肉质量体内。在缺乏ACVR2的小鼠中，所有四个肌肉组的大小都有所增加，而在缺乏ACPR2B的小鼠中四个肌组中有两个肌肉组受到影响。然而，这两种情况下的增长都与Mstn公司-/-小鼠，其肌肉约为WT小鼠的两倍(2). 因此，我们产生了复合突变体，以研究这两种受体调节肌肉质量的功能可能彼此冗余的可能性。以前的研究也使用此方法Acvr2b公司突变等位基因与不同的Acvr2型突变等位基因表明Acvr2型-/-Acvr2b公司-/-和Acvr2型-/--Acvr2b公司+/-胚胎在妊娠早期死亡Acvr2型+/--Acvr2b公司-/-小鼠在妊娠后期或围产期死亡(30). 与这些发现一致，我们没有获得任何Acvr2型-/-Acvr2b公司-/-或Acvr2型+/-Acvr2b公司-/-359只杂交后代中的断奶小鼠Acvr2型+/--Acvr2b型+/-老鼠。出乎意料的是，我们还获得了一只雄性成年小鼠Acvr2型+/+Acvr2b公司-/-尽管我们很容易获得Acvr2b公司-/-杂交后代Acvr2b公司+/-老鼠。我们不知道这种差异的原因，尽管可能的解释包括遗传背景的差异或因失去一个基因而引起的母体效应Acvr2型等位基因。

从这些十字架上Acvr2型+/-Acvr2b公司+/-我们确实获得了其他基因组合，并分析了这些4个月大的后代的肌肉。分析Acvr2型-/-Acvr2b公司+/+虽然我们确实发现了一些数量上的差异，可能是由于母体效应或杂交引入的不同遗传背景造成的。特别地，Acvr2型-/-Acvr2b公司+/+与Acvr2型+/+Acvr2b公司+/+老鼠(表3和图3B类)但增加的幅度（女性为13–23%，男性为9–19%）小于Acvr2型-/-从交配中获得的后代Acvr2型+/-老鼠。

表3。

化合物的肌肉重量RIIA法案、RIIB法案突变小鼠
肌肉重量，mg
老鼠不。胸肌三头肌四头肌腓肠肌
Acvr2型+/+Acvr2b型+/+(n个= 8)65.4 ± 3.189.0 ± 3.0172.1 ± 6.6111.9 ± 3.7
Acvr2型+/+Acvr2b公司+/-(n个= 17)67.0 ± 2.191.8 ± 2.3174.3 ± 4.4108.8 ± 3.1
Acvr2型-/-Acvr2b公司+/+(n个= 10)80.6 ± 3.8*103.3 ± 4.6†198.8 ± 7.6†125.9 ± 4.9†
Acvr2型-/-Acvr2b公司+/-(n个= 9)87.0 ± 3.2‡117.9 ± 2.8§217.7 ± 3.7§142.0 ± 3.1§
*,P（P）与WT相比<0.01
†,P（P）<0.05与WT
‡,P（P）<0.001与WT
§,P（P）<0.0001 vs.重量
,P（P）<0.05与。Acvr2型-/- Acvr2b型+/+

与之前报道的研究相比，我们确实获得了可行的Acvr2型-/-Acvr2b型+/-双杂合小鼠杂交后代。肌肉重量分析Acvr2型-/-Acvr2b公司+/-小鼠与Acvr2型+/+Acvr2b公司+/-和Acvr2型-/-Acvr2b公司+/+小鼠表明，尽管存在一个突变体Acvr2b公司等位基因对Acvr2型+/+背景，单个副本丢失Acvr2b公司导致肌肉质量进一步增加Acvr2型(表3和图3B类). 例如，雌性小鼠的三头肌重量增加了16%Acvr2型而在缺乏一个Acvr2b公司。在接受检查的其他肌肉组中观察到类似的趋势。在雌性小鼠中分析的大多数肌肉组中，比较Acvr2型+/+-Acvr2b公司+/+带有Acvr2型-/-Acvr2b公司+/+小鼠以及比较Acvr2型-/-Acvr2b公司+/+带有Acvr2型-/-Acvr2b公司+/-老鼠。我们也在雄性小鼠中观察到了相同的趋势，尽管与雌性小鼠相比，所有差异都有所减少（数据未显示）；还需要进行额外的实验，以确定性别差异在这些影响程度上的显著性（如果有的话）。然而，这些数据有力地证明了这两种受体在调节肌肉质量方面是功能冗余的。

由于我们无法分析完全缺乏这两种受体基因的小鼠，并且由于这些遗传研究无法区分发育和出生后对肌肉质量的影响，我们检查了向缺乏ACVR2或ACVR2B的小鼠注射ACVR2B/Fc的效果。在这些实验中，我们分析了杂合小鼠杂交获得的WT和纯合子突变后代的影响，以控制遗传背景的差异。如所示表4，服用ACVR2B/Fc（剂量为10 mg/kg，持续4周）至Acvr2型+/+在所检测的不同肌肉组中，小鼠的肌肉生长增加了41-44%。值得注意的是，肌肉生长的增加在某种程度上有所减弱（29-37%），但并未消除Acvr2型-/-老鼠。同样，给药ACVR2B/FcAcvr2b公司+/+小鼠的肌肉生长增加了35–49%，在Acvr2b型-/-小鼠（28-49%）。ACVR2B/Fc在缺乏任一受体的小鼠中引起肌肉生长的发现表明，ACVR2B/Fc在WT小鼠中的作用不是由仅通过ACVR2或仅通过ACVR2B抑制信号传导引起的。对这些数据的最简单解释是，ACVR2和ACVR2B都调节成年小鼠的肌肉生长。与这些发现一致，我们能够检测到两者的表达Acvr2型和Acvr2b公司Northern杂交分析成人肌肉中的转录物(图3C类). 尽管水平Acvr2型不同肌肉的表达差异很大，相对表达水平似乎与ACVR2B/Fc在这些肌肉中诱导的肌肉重量增加的相对幅度无关(表4).

表4。

注射ACVR2B/Fc小鼠的肌肉重量
肌肉重量，mg
老鼠不。胸肌三头肌四头肌腓肠肌
Acvr2型+/+
   + 美国公共广播电视公司(n个= 10)58.2 ± 2.381.7 ± 2.2150.8±4.197.4 ± 2.8
   + ACVR2B/Fc型(n个= 5)81.8 ± 4.1*118.0 ± 0.5†214.4 ± 5.4†139.6 ± 5.7†
   变化，%+40.5+44.4+42.2+43.4
Acvr2型-/-
   + 美国公共广播电视公司(n个=4）66.3 ± 8.192.0 ± 11.7170.0 ± 12.6116.3 ± 11.0
   + ACVR2B/Fc型(n个= 5)85.6 ± 5.2125.6 ± 7.6‡227.0 ± 14.9‡154.6 ± 12.3‡
   变化，%-+29.2+36.5+33.5+33.0
Acvr2b公司+/+
   + 美国公共广播电视公司(n个= 15)53.6 ± 1.276.2±1.8133.6 ± 4.387.1 ± 2.5
+ACVR2B/Fc型(n个= 9)79.2 ± 3.3§113.6 ± 5.9§186.2 ± 11.4117.9 ± 6.2
   变化，%+47.9+49.0+39.4+35.4
Acvr2b公司-/-
+美国公共广播电视公司(n个= 5)66.6 ± 3.695.4 ± 7.2149.0 ± 11.388.6 ± 5.3
   + ACVR2B/Fc型(n个= 4)99.5 ± 5.0‖138.0 ± 10.7**200.0 ± 13.2**113.3 ± 7.7**
   变化，%+49.4+44.7+34.2+27.8
*,P（P）<0.001与。Acvr2型+/++PBS公司
†,P（P）<0.0001与。Acvr2型+/++PBS公司
‡,P（P）<0.05与。Acvr2型-/-+公共广播系统
§,P（P）<0.0001与。Acvr2b公司+/++公共广播系统
,P（P）<0.001与。Acvr2b公司+/++公共广播系统
‖,P（P）<0.001与。Acvr2b公司-/-+公共广播系统
**,P（P）<0.05与。Acvr2b型-/-+公共广播系统

总之，这里的数据表明，包括肌抑制素在内的多个配体通过ACVR2和ACVR2B发出信号，以限制肌肉生长，ACVR2可能起着更显著的作用。需要进行额外的实验来确定每个配体是否通过两个受体调节肌肉生长信号，或者每个受体是否对给定的配体具有特异性体内确定肌肉中该信号通路的所有成分也很重要，因为能够阻断该通路的药物可以广泛应用于治疗人类疾病，在这种情况下，肌肉增长可能有益于牲畜生产。

致谢

我们感谢Alexandra McPherron和Jeremy Nathans的有益讨论。这项工作得到了美国国立卫生研究院R01HD35887（给S.-J.L.）、R01CA88866（给S.-J.L.的）和R01HD32067（给M.M.M.的）以及惠氏研究和MetaMorphix公司的资金支持。

笔记

作者贡献：S.-J.L.、L.A.R.、M.V.D.、S.G.、M.E.P.G.、K.N.T.、J.F.W.、L.-F.L.、E.Q.、R.L.S.和N.M.W.设计研究；S.-J.L.、L.A.R.、M.V.D.、S.G.、M.E.P.G.、K.N.T.、J.F.W.、C.B.、G.E.、J.H.、B.T.、B.G.、M-S.J.、S.M.S.和L.-F.L.进行了研究；L.A.R.、M.V.D.、S.G.、M.E.P.G.、K.N.T.、J.F.W.、C.B.、G.E.、J.H.、B.T.、B.G.、M-S.J.、M.M.、E.L.和L.-F.L.贡献了新的试剂/分析工具；S.-J.L.分析数据；S.-J.L.和N.M.W.撰写了这篇论文。

利益冲突声明：肌肉生长抑制素由约翰·霍普金斯大学授权给MetaMorphix，再授权给惠氏。S.-J.L.有权从约翰·霍普金斯大学从该因子的销售中获得部分销售特许权使用费。约翰霍普金斯大学和S.-J.L.也持有MetaMorphix的股票，该股票受大学政策的某些限制。S.-J.L.是MetaMorphix的付费顾问。这些安排的条款由大学根据其利益冲突政策进行管理。

本文直接（第二轨道）提交给PNAS办公室。

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文章来自美国国家科学院院刊由以下人员提供美国国家科学院