Асимметричная ось ROS–METTL3–ESR1 в прогениторных клетках параспинальных мышц определяет прогрессирование идиопатического сколиоза у подростков

Почему важна искривлённая спина

Идиопатический сколиоз у подростков — это скручивание и боковое искривление позвоночника, которое часто проявляется в период полового созревания, особенно у девочек. Для многих семей оно становится неожиданностью при обычном школьном скрининге, и врачи до сих пор не в состоянии полностью объяснить, почему у одних детей спина начинает искривляться, а у других остаётся ровной. В этом исследовании учёные заглянули под кожу — в спинные мышцы и даже внутрь отдельных клеток — чтобы обнаружить скрытый химический дисбаланс, который может способствовать развитию искривления, и указать на простое, природное соединение, способное в перспективе замедлить или смягчить состояние.

Неравные мышцы по обе стороны позвоночника

Врачи давно замечали, что при сколиозе мышцы, прилегающие к позвоночнику, не одинаковы с двух сторон. На внутренней, «вогнутой» стороне дуги волокна мышц мельче, более фиброзны и слабее, чем на внешней, «выпуклой» стороне. Исследователи сосредоточились на стволовых и прогениторных клетках в этих мышцах — на ремонтных бригадах, которые строят и обновляют мышечную ткань. Сравнивая ткань с обеих сторон позвоночника у подростков со сколиозом и у контрольной группы с другим типом деформации позвоночника, они обнаружили, что только при идиопатическом сколиозе у мышц вогнутой стороны значительно выше уровень реактивных форм кислорода — нестабильных молекул, объединяемых под понятием «оксидативный стресс».

Химический переключатель, защищающий мышечные клетки

Внутри этих мышечных стволовых клеток находится молекулярный «писатель» METTL3, который добавляет небольшие химические метки к РНК — рабочей копии генов. Эти метки помогают сохранить определённые сообщения стабильными, чтобы ключевые белки синтезировались в нужных количествах. Один из таких белков — ESR1, сенсор эстрогена, влияющий на рост и созревание мышечных клеток. Команда показала, что повышенный оксидативный стресс на вогнутой стороне снижает уровень METTL3 в клетках, что, в свою очередь, делает РНК‑сообщение ESR1 менее стабильным. При уменьшении сигналов ESR1 стволовые мышечные клетки хуже превращаются в прочные, полноразмерные мышечные волокна, из-за чего мышцы вогнутой стороны остаются тоньше и слабее.

От клеточного дисбаланса к искривлённому позвоночнику

Чтобы проверить, может ли эта цепочка событий действительно искривить позвоночник, учёные использовали специально выведенных мышей. Они создали модель, в которой животные ходят в вертикальном положении на задних лапах, и затем увеличили оксидативный стресс только в задних мышцах с одной стороны. В течение нескольких недель у этих мышей развивалась отчетливая боковая деформация и передне‑задний дисбаланс позвоночника, похожие на человеческий сколиоз. В поражённых мышцах исследователи снова обнаружили пониженную активность METTL3, меньше химических меток на РНК ESR1, сниженный уровень белка ESR1 и уменьшенные мышечные волокна. Это подтвердило идею о том, что неравномерная химическая среда в параспинальных мышцах сама по себе может способствовать искривлению позвоночника.

Обычное питательное вещество как возможный помощник

Далее команда проверила, можно ли восстановить равновесие. Они выбрали бетаин — природное соединение, содержащееся в таких продуктах, как свёкла и цельные зерна, известное как своими антиоксидантными свойствами, так и способностью передавать «метильные» группы для химического прицеливания. В культуре добавление бетаина к человеческим стволовым мышечным клеткам из вогнутой стороны улучшало их способность формировать длинные, сливающиеся мышечные волокна и восстанавливало метки и уровни ESR1. У мышей с односторонним оксидативным стрессом инъекции бетаина в мышцы слабой стороны снижали оксидативный стресс, повышали METTL3 и ESR1, увеличивали размер мышечных волокон и, что важно, со временем уменьшали выраженность искривления позвоночника.

Что это может значить для подростков и родителей

В совокупности результаты указывают на то, что неравномерная «ось ROS–METTL3–ESR1» — проще говоря, дисбаланс между вредными продуктами кислородного обмена, защитным ферментом для маркировки РНК и сенсором эстрогена — влияет на то, будет ли позвоночник растущего ребёнка продолжать искривляться. Показав, что безопасное, хорошо известное питательное вещество может частично восстановить эту ось у животных, исследование открывает возможность будущих методов лечения, которые укрепляли бы слабую сторону спины изнутри. Такие подходы пока далеки от клинического применения, но они предлагают обнадёживающий новый путь к более мягким, основанным на биологии способам замедлить или предотвратить прогрессирование сколиоза в уязвимый подростковый период.

Цитирование: Li, B., Kuati, A., Sui, W. et al. The asymmetrical ROS–METTL3–ESR1 axis in paraspinal muscle progenitor cells determines the progression of adolescent idiopathic scoliosis. Exp Mol Med 58, 725–738 (2026). https://doi.org/10.1038/s12276-026-01658-7

Ключевые слова: идиопатический сколиоз у подростков, параспинальные мышцы, оксидативный стресс, метилирование РНК, бетаин