化学鸡尾酒为肌肉干细胞疗法开辟新途径

07/22/2021

在人的一生中，肌肉干细胞负责肌肉的生长、修复和损伤后的再生。成年人体内的肌肉干细胞是静止的——它们一直处于待命状态，当肌肉受伤时，它们就会被唤醒，通过自我复制和创造修复受损组织必需的所有细胞类型来应对损伤。

但这种再生能力会随着人年龄的增长而下降；它也可能受到创伤和遗传疾病的影响，如杜氏肌萎缩症。

加州大学洛杉矶分校领导的一个研究小组发现了一种化学混合物，它可以产生大量的肌肉干细胞，这种干细胞可以自我更新，生成各种类型的骨骼肌细胞。

这项研究可能带动基于干细胞的治疗方法发展，以治疗由于受伤、衰老或疾病造成的肌肉损伤。

“肌肉干细胞疗法在提升肌肉再生方面大有希望，但是以目前的方法生成特定的肌肉干细胞可能还需要数月时间，”李松说，他是此项研究的资深作者，加州大学洛杉矶分校伊莱和伊迪特·布劳德再生医学和干细胞研究中心 (Eli and Edythe Broad Center of Regenerative Medicine and Stem Cell Research at UCLA) 的一员。

李松和他的同事们发现了一种化学混合物——树根提取物毛喉素 (forskolin) 和小分子RepSox的组合——可以在10天内高效制造大量肌肉干细胞。在对实验鼠的研究中，科研人员证明了化学鸡尾酒可用于治疗的两种潜在方法。

第一种方法采用了皮肤中的真皮肌原细胞，这种细胞能变成肌肉细胞。研究小组发现，将化学混合物作用于真皮肌原细胞可以促使它们产生大量的肌肉干细胞，这些干细胞可以被移植到受伤的组织中。

李松的团队在三组肌肉损伤的小鼠中测试了这种方法：成年（8周大）小鼠，老年（18个月大）小鼠，以及携带类似于导致人类杜氏症的基因突变的成年小鼠。

细胞移植4周后，三组小鼠的肌肉干细胞已经融合到受损的肌肉中，并显著改善了肌肉功能。

第二种方法中，李松的团队使用纳米颗粒将化学混合物送入受损的肌肉组织。这些纳米颗粒大约只有沙粒的百分之一大小，与可溶解外科缝线采用相同材料制成，它们在分解时会在体内缓慢释放化学物质。

第二种方法也在所有三种类型的小鼠中产生了强大的修复反应。当被注射到受伤的肌肉时，纳米粒子在受伤的区域移动并释放化学物质，激活静止的肌肉干细胞并使其开始分裂。

这两种技术都取得了成功，第二种技术的优势在于无需在实验室中培养细胞——所有肌肉干细胞的激活和再生都在体内进行。

令研究人员尤为惊讶的是，尽管随着动物年龄的增长，支持肌肉干细胞的周围环境开始减弱，但第二种方法甚至对老年小鼠也能产生效果。

在未来的研究中，团队将尝试在人类细胞中复制该结果，并在动物身上长时间监测该疗法的效果。这些实验将有助于确定这两种方法是否可以作为严重损伤患者的一次性治疗。