东京都立大学的研究人员开发了一种利用再生医学治疗与年龄相关的肌肉萎缩的新方法。传统方法需要事先制造疤痕,以便新的肌母细胞(肌肉纤维的前体)能够成功移植。通过向植入物中添加细胞外基质(ECM)液体,研究团队成功地将肌母细胞移植到了小鼠的健康肌肉中。这一技术为使用植入物治疗未受损的老化肌肉萎缩开辟了新路径。
与年龄相关的骨骼肌萎缩严重影响人们的生活质量,并使他们更容易患上各种疾病。从公共卫生的角度来看,预防措施如抗阻训练和合理饮食至关重要,但这些措施远不能完全解决这一社会问题的规模和紧迫性。
因此,研究人员一直在寻找有效的肌肉萎缩治疗方法。再生医学是一个有前景的方向,即使用干细胞创建和增强现有肌肉。然而,这并不容易。简单地植入肌母细胞(骨骼肌的前体)并不能解决问题,因为大部分新细胞无法成功移植到现有肌肉中,最终会死亡。有趣的是,在有损伤的情况下或患有杜氏肌营养不良症等特定疾病的患者中,情况并非如此,因为此时肌肉处于“修复模式”,其中的卫星细胞(骨骼肌组织中的干细胞)被激活,分泌正确的信号以促进细胞移植。
现在,由东京都立大学的副教授早吕藤一领导的研究团队利用这一见解开发了一种新的肌母细胞植入方法。他们不仅单独注射肌母细胞,还在注射液中加入了细胞外基质(ECM),即帮助细胞在体内固定位置的“支架”。细胞外基质的修复是肌肉修复过程的重要组成部分;研究团队推测,ECM本身可能含有触发肌母细胞成功移植到骨骼肌纤维的必要成分。
通过小鼠实验发现,更高浓度的ECM与肌母细胞一起使用,可以导致更多肌母细胞成功移植到未受损组织中。不过,这也带来了一些问题;超过一定限度后,胶原纤维开始侵入新的健康组织(纤维化)。研究团队通过增加培养肌母细胞的浓度解决了这一问题。迄今为止,他们已经能够使小鼠胫骨前肌(小腿部位)的质量增加了惊人的百分之十。
尽管目前尚未确定ECM中的哪种成分有助于肌细胞的正确整合,但这已是使用再生医学治疗普遍存在的公共健康问题的一大进步。
这项工作得到了日本学术振兴会(JSPS)科研费资助项目(资助编号24KJ1872)、日本科学技术振兴机构(JST)融合导向型颠覆性科学技术计划(JST FOREST项目编号JPMJFR205K)、东京都政府高级研究资助项目(R2-2)、东京都立大学战略研究创新项目以及东京都立大学青年选择研究支持项目的资助。
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