研究人員發(fā)現肌肉干細胞激活的新機制

在培養的系統中建立肌肉損傷模型時(shí)，熊本大學(xué)和日本長(cháng)崎大學(xué)之間的研究合作發(fā)現，斷裂的肌肉纖維泄漏的成分會(huì )激活“衛星”肌肉干細胞。在嘗試鑒定激活衛星細胞的蛋白質(zhì)時(shí)，他們發(fā)現諸如GAPDH的代謝酶迅速激活了休眠的衛星細胞并加速了肌肉損傷的再生。這是一種高度合理和有效的再生機制，其中受損的肌肉本身會(huì )激活開(kāi)始再生過(guò)程的衛星細胞。

 

骨骼肌由收縮肌纖維束組成，每條肌纖維都被衛星細胞(可以產(chǎn)生新肌纖維的肌肉干細胞)包圍。由于這些衛星細胞的作用，即使在劇烈運動(dòng)中被挫傷或撕裂后，肌肉纖維也可以再生。衛星細胞在發(fā)育階段的肌肉生長(cháng)和力量訓練期間的肌肉肥大中也起著(zhù)重要作用。然而，在諸如肌營(yíng)養不良和與年齡有關(guān)的肌脆性(肌肉減少癥)之類(lèi)的難治性肌肉疾病中，衛星細胞的數量和功能下降。因此，重要的是要了解肌肉再生療法中衛星細胞的調節機制。

在成熟的骨骼肌中，衛星細胞通常處于休眠狀態(tài)。肌肉受傷后受到刺激后，衛星細胞會(huì )迅速激活并反復增殖。在隨后的肌生成過(guò)程中，它們通過(guò)與現有的肌纖維融合或一起融合來(lái)分化和再生肌纖維。在這三個(gè)步驟(衛星細胞激活，增殖和肌肉分化)中，對于首步如何被激活知之甚少。

由于衛星細胞是在肌肉纖維受損時(shí)被激活的，因此研究人員推測，肌肉損傷本身可以觸發(fā)激活。但是，這在肌肉損傷的動(dòng)物模型中難以證明，因此他們構建了一種細胞培養模型，其中從小鼠肌肉組織中分離出的單個(gè)肌肉纖維受到了物理破壞和破壞。使用這種損傷模型，他們發(fā)現從受傷的肌肉纖維中泄漏的成分激活了衛星細胞，并且激活的細胞進(jìn)入了細胞分裂的G1準備階段。此外，當去除損壞的組件時(shí)，激活的單元返回到休眠狀態(tài)，從而暗示損壞的組件充當激活開(kāi)關(guān)。

研究團隊在斷裂的肌肉纖維之后將泄漏的成分命名為“受損的肌纖維衍生因子”(DMDF)，并使用質(zhì)譜法對其進(jìn)行鑒定。大多數鑒定出的蛋白質(zhì)是代謝酶，包括糖酵解酶(如GAPDH)和用作肌肉疾病和疾病的生物標記物的肌肉偏離酶。GAPDH被稱(chēng)為“月光蛋白”，除了在糖酵解中的原始功能外，還具有其他作用，例如細胞死亡控制和免疫應答介導。因此，研究人員分析了包括GAPDH在內的DMDF對衛星細胞活化的影響，并確認暴露導致其進(jìn)入G1期。此外，研究人員將GAPDH注射到小鼠骨骼肌中，并觀(guān)察到隨后藥物誘導的肌肉損傷后衛星細胞的增殖加速。這些結果表明，DMDF具有激活休眠衛星細胞并誘導損傷后快速肌肉再生的能力。斷裂的肌肉激活衛星細胞的機制是一種非常有效的組織再生機制。

“在這項研究中，我們提出了一種新的肌肉損傷再生模型。但是，DMDF如何激活衛星細胞的詳細分子機制仍然是未來(lái)研究尚不清楚的問(wèn)題。除了衛星細胞激活之外，DMDF月光功能也有望多樣化”，研究負責人小野裕介(Yusuke Ono)副教授說(shuō)。“近的研究表明，骨骼肌將影響大腦和脂肪等其他器官和組織的各種因素分泌到血液中，因此，DMDF可能通過(guò)血液循環(huán)參與受傷的肌肉與其他器官之間的聯(lián)系。我們認為，進(jìn)一步闡明DMDF的功能可以闡明某些肌肉疾病的病狀，并有助于開(kāi)發(fā)新藥。”

來(lái)源：生物幫

 

胎牛血清 在細胞培養中的作用：

1. 提供對維持細胞指數生長(cháng)的激素，基礎培養基中沒(méi)有或量很少的營(yíng)養物，以及主要的低分子營(yíng)養物。

2. 提供結合蛋白，能識別維生素、脂類(lèi)、金屬和其他激素等，能結合或調節它們所結合的物質(zhì)活力。

3. 有些情況下結合蛋白質(zhì)能與有毒金屬和熱原質(zhì)結合，起到解毒作用。

4. 是細胞貼壁、鋪展在塑料培養基質(zhì)上所需因子來(lái)源。

5. 起酸堿度緩沖液作用。

6. 提供蛋白酶抑制劑，使在細胞傳代時(shí)使剩余胰蛋白酶失活，保護細胞不受傷害。

7. 參與細胞凍存。

在細胞培養中，胎牛血清加入基礎培養基的濃度大多為5%～20%（較常見(jiàn)為10%）的。具體到不同試驗，應依據文獻報導，或細胞類(lèi)型或基礎培養基的成分來(lái)確定較佳濃度。

胎牛血清應在-20℃儲存，運輸應干冰冷鏈運輸，避免反復凍融，確保血清中因子活性不受影響，保證血清優(yōu)良品質(zhì)。