背景：杜氏肌营养不良症（DMD）是一种毁灭性疾病，其特征是渐进性肌肉萎缩，导致寿命缩短。除了肌营养不良蛋白缺陷肌肉的固有弱点外，驻留肌肉干细胞（MuSC）的功能障碍也会显著导致疾病进展。
方法：使用DMD的mdx小鼠模型，我们使用免疫组织学、等长力测量、转录组分析和移植试验对肌营养不良蛋白缺陷骨骼肌的疾病进展和MuSC功能进行了深入表征。我们研究了13周龄和52周龄以及急性心脏毒素（CTX）损伤后mdx骨骼肌的结构和功能变化。我们还结合组织学和转录组学分析，研究了MuSC在稳态条件下、急性损伤后再生期间以及植入后的动力学和功能。
结果：肌营养不良蛋白缺乏的骨骼肌随着年龄的增长而发生渐进性变化，并在急性损伤后出现延迟再生。mdx小鼠胫骨前肌（TA）和横膈膜肌肉随着年龄的增长而发生肌肉肥大、胶原蛋白沉积和小肌纤维增加。营养不良的mdx小鼠TA肌肉随着年龄的增长而肥大，而1岁mdx小鼠的膈肌萎缩很明显。TA基因型之间的最大强直力相当，但mdx小鼠在13至52周之间的最大比力降低了38%。急性损伤后，mdx-TA出现肌纤维增生和萎缩，最大强直力恢复延迟。我们还发现急性损伤后MuSC极性缺陷和mdx肌肉中肌细胞数量减少。我们观察到，在mdx-TA中，CTX损伤后5天（5 dpi），PAX7+和MYOG+细胞分别减少了50%和30%。通过在5dpi下对肌源性细胞进行单细胞RNA测序，观察到mdx祖细胞比例的类似下降。承诺相关基因的全球表达也在5 dpi时减少。我们发现mdx-MuSC中极化PARD3减少了46%。最后，mdx-MuSC表现出PAX7+细胞植入率升高，再生肌纤维中供体来源的肌核明显减少。
结论：我们的研究提供了证据，表明MuSC和肌纤维中的肌营养不良蛋白缺乏共同导致了DMD的进展。持续的肌肉损伤刺激MuSC激活；然而，由于肌营养不良蛋白的缺失，异常的内在MuSC极性和干细胞承诺缺陷会损害肌肉再生。我们的研究提供了体内验证，即肌营养不良蛋白缺陷的MuSC经历的不对称细胞分裂较少，反而有利于对称扩增。
