Myogenese
Englisch: myogenesis
Definition
Die Myogenese beschreibt die Entstehung, Entwicklung und Reifung der Skelettmuskulatur während der Embryogenese und postnatalen Entwicklung. Sie lässt sich in mehrere Stadien unterteilen und basiert auf einem komplexen Zusammenspiel von Transkriptionsfaktoren, Wachstumsfaktoren und Signalwegen, die die Bildung und Regeneration des Muskelgewebes steuern.
Embryologie
Die Vorläuferzellen der Skelettmuskulatur entstammen dem paraxialen Mesoderm. Dieses segmentiert sich während der Embryonalentwicklung in Somiten, deren dorsolaterale Kompartimente (Dermomyotom) die ersten myogenen Vorstufen bilden. Unter dem Einfluss regulatorischer Signale (u.a. Wnt, Shh, Pax3, Pax7) differenzieren diese Vorläufer zu Prämyoblasten und anschließend zu Myoblasten.
Phasen
Die Myogenese gliedert sich in mehrere funktionelle und molekulare Stadien:
| Phase | Beschreibung | Beteiligte Proteine |
|---|---|---|
| Determination | Verpflichtung mesodermaler Vorläuferzellen zur myogenen Linie; Aktivierung des myogenen Programms | Pax3, Pax7, Myf5, MyoD |
| Proliferation | Myoblasten proliferieren und erweitern den Zellpool; noch keine terminale Differenzierung | FGF, IGF-1, IGF-2, p21, Notch1, Myf5, MyoD |
| Differenzierung | Myoblasten verlassen den Zellzyklus; Expression muskelspezifischer Gene; Fusion zu multinukleären Myotuben | Myogenic Regulatory Factors (MRFs): Myf5, MyoD, Myogenin, Myf6 |
| Maturation | Myotuben reifen zu kontraktilen Muskelfasern; Ausbildung von Sarkomeren, periphere Zellkerne, Querstreifung | IGF-1, IGF-2 |
| Regeneration
(postnatal/adult) |
Aktivierung von Pax7-positiven Satellitenzellen bei Verletzung/Belastung; erneutes Durchlaufen des myogenen Programms | Pax7 |
Klinische Relevanz
- Muskeldystrophien (z.B. Duchenne): gestörte Regeneration, Erschöpfung der Satellitenzellpopulation
- Sarkopenie: altersbedingter Rückgang der Muskelmasse, reduzierte Satellitenzellaktivität
- Myositis: entzündungsbedingte Hemmung der Differenzierung
- Muskelverletzungen (Trauma, Operation, Sport): Aktivierung der postnatalen Myogenese
- Tumorassoziierte Kachexie: Hemmung anaboler Signalwege (u.a. TGF-β, Myostatin)
Literatur
- Wu und Yue, Regulation of myogenic cell proliferation and differentiation during mammalian skeletal myogenesis, Biomed Pharmacother, 2024