來(lái)源 | 小柯生命肌肉 是人體最豐富的組成部分 （約占體重的40%） ，對(duì)維持機(jī)體運(yùn)動(dòng)和生命健康至關(guān)重要。在正常情況下，如果肌肉發(fā)生損傷，位于肌纖維基底膜和質(zhì)膜之間的靜息狀態(tài)的肌肉干細(xì)胞 （亦被稱(chēng)為衛(wèi)星細(xì)胞） 會(huì)被激活，并增殖分化產(chǎn)生新的肌纖維，進(jìn)而修復(fù)受損肌肉。盡管成人肌肉干細(xì)胞具有強(qiáng)大的再生潛能，然而，由于老齡化肌肉萎縮和杜氏肌營(yíng)養(yǎng)不良癥 （DMD） 等疾病引起的漸進(jìn)性肌肉壞死，往往會(huì)導(dǎo)致肌肉干細(xì)胞的再生修復(fù)能力下降或者完全喪失，最終導(dǎo)致病人癱瘓，甚至死亡。近年來(lái)， 干細(xì)胞技術(shù) 為衰老或DMD等肌肉疾病的治療帶來(lái)了巨大希望，但仍然面臨一個(gè)重大的挑戰(zhàn)是難以實(shí)現(xiàn)肌肉干細(xì)胞的分離、體外培養(yǎng)和大量擴(kuò)增，從而導(dǎo)致肌肉干細(xì)胞的供應(yīng)不足，嚴(yán)重限制了干細(xì)胞療法的臨床應(yīng)用。2021年3月19日，加州大學(xué)洛杉磯分校 李松 教授團(tuán)隊(duì)在國(guó)際頂級(jí)期刊 Nature 子刊 Nature  Biomedical Engineering 期刊在線發(fā)表了題為： Skeletal muscle regeneration via the chemical induction and expansion of myogenic stem cells in situ or in vitro 的研究論文。該研究首次發(fā)現(xiàn)一組化學(xué)小分子藥物可在體外及原位高效誘導(dǎo)擴(kuò)增肌肉干細(xì)胞，成功實(shí)現(xiàn)老齡化和杜氏肌肉營(yíng)養(yǎng)不良型病損肌肉組織的修復(fù)。為了解決這一臨床上的重大關(guān)鍵問(wèn)題，研究團(tuán)隊(duì)通過(guò)篩選大量的小分子藥物，首次發(fā)現(xiàn)forskolin （一種腺苷酸環(huán)化酶-cAMP激活劑） 與RepSox （一種選擇性TGFβR-1/ALK5抑制劑） 兩種小分子藥物組合“雞尾酒”可選擇性、高效誘導(dǎo)擴(kuò)增皮膚來(lái)源肌肉干細(xì)胞，并發(fā)現(xiàn)這種小分子組合藥物可同樣有效誘導(dǎo)老年肌肉組織來(lái)源的干細(xì)胞的體外擴(kuò)增。圖1. 小分子藥物誘導(dǎo)擴(kuò)增皮膚來(lái)源的肌肉干細(xì)胞 研究團(tuán)隊(duì)進(jìn)一步采用蛇毒細(xì)胞毒素 （CTX） 損傷的成年、老年小鼠及肌肉營(yíng)養(yǎng)不良DMD小鼠的脛骨前肌為動(dòng)物模型，開(kāi)展了體外誘導(dǎo)干細(xì)胞注射治療肌肉的體內(nèi)實(shí)驗(yàn)。當(dāng)把體外小分子誘導(dǎo)擴(kuò)增的皮膚來(lái)源的肌肉干細(xì)胞注射到三種動(dòng)物模型損傷肌肉中，一個(gè)月后，移植的干細(xì)胞可以生成新的肌肉纖維，并成功融合到損傷肌肉中，顯著地促進(jìn)肌肉的功能性修復(fù)。圖2. 注射小分子藥物體外誘導(dǎo)擴(kuò)增皮膚來(lái)源的肌肉干細(xì)胞促進(jìn)肌肉修復(fù)接著，為了實(shí)現(xiàn)更加簡(jiǎn)單、便利的治療肌肉疾病，研究團(tuán)隊(duì)把小分子組合藥物載入生物可降解納米顆粒，實(shí)現(xiàn)藥物可控釋放，并把載藥顆粒注射到受損肌肉部位，發(fā)現(xiàn)可顯著地刺激組織駐留的原位肌肉干細(xì)胞的擴(kuò)增，成功地實(shí)現(xiàn)了成年小鼠和老年小鼠肌肉的原位再生修復(fù)。圖3. 載小分子藥物納米顆粒促進(jìn)肌肉修復(fù)再生圖4. 載小分子藥物納米顆粒促進(jìn)原位肌肉干細(xì)胞的增殖和肌肉修復(fù) 目前，研究團(tuán)隊(duì)已經(jīng)在老年小鼠和DMD小鼠體內(nèi)進(jìn)行了小分子組合藥物“雞尾酒”體外擴(kuò)增干細(xì)胞及藥物遞送原位治療損傷肌肉的研究，顯著地改善了受損肌肉的功能和組織再生。下一階段，研究人員計(jì)劃開(kāi)展人體實(shí)驗(yàn)，進(jìn)一步探究細(xì)胞移植和藥物遞送臨床治療肌肉的效果和可行性。 這一發(fā)現(xiàn)有望徹底解決老年性肌肉萎縮和肌肉營(yíng)養(yǎng)不良等肌肉疾病的臨床治療難題，改善患者生存質(zhì)量，具有重大的臨床意義和社會(huì)意義 。加州大學(xué)洛杉磯分校生物工程系李松教授是該研究的通訊作者。李松教授是加州大學(xué)洛杉磯分校生物工程系主任。近年來(lái)主要從事細(xì)胞工程、生物材料、再生工程和免疫工程等方面的研究。方俊博士和 Junren Sia 博士為本文共同第一作者。方俊博士是加州大學(xué)洛杉磯分校李松教授團(tuán)隊(duì)的博士后和助理項(xiàng)目科學(xué)家。方俊博士將于2021年6月全職加入上海交通大學(xué)生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)院，擔(dān)任長(zhǎng)聘教軌副教授，博士生導(dǎo)師。 論文鏈接：https://www.nature.com/articles/s41551-021-00696-y

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網(wǎng)址: 李松團(tuán)隊(duì)通過(guò)小分子藥物誘導(dǎo)肌肉干細(xì)胞，成功修復(fù)老齡化和DMD導(dǎo)致的肌肉萎縮 http://www.u1s5d6.cn/newsview913728.html