本文是一篇关于Matrin 3（MATR3）在神经肌肉疾病中的生理和病理作用的综述文章，由Ahmed M. Malik和Sami J. Barmada撰写，发表于2021年的《JCI Insight》期刊。文章详细探讨了MATR3在神经退行性疾病（如肌萎缩侧索硬化症（ALS）和额颞叶痴呆（FTD））以及肌肉疾病中的作用，并总结了当前对MATR3生物学功能、其在疾病中的病理机制以及相关模型系统的研究进展。
本文的第一作者是Ahmed M. Malik，第二作者是Sami J. Barmada，他们分别来自密歇根大学的医学科学家培训项目、神经科学研究生项目以及神经内科。研究得到了美国国立卫生研究院（NIH）等机构的支持。
MATR3是一种高度保守的核蛋白，具有DNA和RNA结合能力。最初，MATR3被发现与遗传性声带和咽部远端肌病（VCPDM）相关，后来在家族性ALS和FTD患者中也发现了MATR3的突变。尽管ALS和FTD影响不同的神经系统区域并表现出不同的症状，但它们共享一些临床、遗传和病理特征，尤其是RNA结合蛋白（RBPs）的异常在这些疾病中起着关键作用。MATR3的突变不仅与神经退行性疾病相关，还与肌肉疾病有关，表明其在神经和肌肉系统中的重要作用。
MATR3最初被鉴定为核基质的主要成分，负责维持核结构。它具有两个锌指（ZF）结构域和两个RNA识别基序（RRMs），并且包含两个大的内在无序区域（IDRs）。MATR3的ZF结构域能够结合DNA，但其具体的DNA底物和功能后果尚不完全清楚。MATR3还参与DNA修复和RNA代谢，特别是在RNA剪接和稳定性方面。研究表明，MATR3的DNA和RNA结合功能可能相互竞争或干扰。
MATR3突变与多种神经肌肉疾病相关，包括ALS、FTD和远端肌病。MATR3的病理表现包括核内富集、细胞质重新分布和细胞质聚集。在ALS患者中，MATR3的异常分布和表达水平的变化与疾病的进展密切相关。MATR3的突变还导致其在细胞质中形成不溶性聚集物，这可能与疾病的发病机制有关。
研究人员通过细胞和动物模型来模拟MATR3介导的疾病。例如，果蝇模型中表达MATR3会导致寿命缩短和运动缺陷，而小鼠模型则显示出与人类疾病相似的肌肉和神经病理变化。这些模型为理解MATR3在疾病中的作用提供了重要线索。
MATR3与其他与神经肌肉疾病相关的RNA结合蛋白（如TDP-43和FUS）有许多相似之处。这些蛋白都含有内在无序区域，并经历液-液相分离（LLPS），这一过程在RNA代谢中起重要作用。疾病相关的突变可能破坏这一过程，导致蛋白聚集和神经退行性变。
MATR3突变与神经肌肉疾病密切相关，但其具体作用机制尚不完全清楚。未来的研究需要进一步探讨MATR3在DNA和RNA代谢中的功能，以及其突变如何导致组织特异性疾病。诱导多能干细胞（iPSC）技术为研究MATR3的功能和病理机制提供了新的工具，有望揭示其在人类神经元中的独特作用。
本文的亮点在于全面总结了MATR3在神经肌肉疾病中的多重作用，特别是其在RNA代谢和DNA修复中的功能。此外，文章还强调了MATR3与其他RNA结合蛋白的相似性，并提出了未来研究的方向，为开发针对MATR3相关疾病的治疗方法奠定了基础。
本文为理解MATR3在神经退行性疾病和肌肉疾病中的作用提供了重要的科学依据。通过总结当前的研究进展，文章不仅揭示了MATR3的复杂功能，还为未来的研究提供了新的思路，有望推动相关疾病的诊断和治疗进展。