骨骼肌是脊椎动物体内高度可再生的组织。这种骨骼肌再生能力是由肌肉卫星细胞（MuSCs），即骨骼肌中的一种干细胞群介导的 [1,2]。虽然 MuSCs 在体外或某些疾病环境中表现出一些非肌肉分化潜能，如脂肪细胞、骨细胞和成纤维细胞 [3]，但在正常肌肉再生中的主要分化命运是骨骼肌细胞。MuSCs 通常处于有丝分裂静止状态，附着在肌纤维上。然而，在肌肉再生过程中，MuSCs 被激活，退出静止状态，并产生肌源性前体细胞。经过几轮细胞增殖后，这些肌源性前体细胞退出细胞周期并相互融合，参与新形成的肌纤维 46。当 MuSCs 或肌源性前体细胞通过整合到受损的肌纤维中进行移植时，可以用于治疗包括杜氏肌营养不良症（DMD）在内的骨骼肌疾病。然而，人类治疗存在显著局限性。从人体活检中获得的 MuSCs 和肌源性前体细胞数量有限。此外，低细胞存活率和低移植细胞贡献率阻碍了它们在患者中的实际应用 [4,6,7]。
人类诱导多能干细胞（hiPSCs）是一种最初从成人体细胞衍生而来的多能干细胞。这些细胞通过表达维持多能干细胞特征属性所必需的基因和因子，被遗传初始化为类似于胚胎干细胞（ESC）的多能状态。hiPSCs 可以从各种组织的人类体细胞生成 8[10]。它们具有自我更新的能力，并可以在体外和体内分化为任何细胞类型，包括骨骼肌细胞和 MuSCs。因此，hiPSCs 衍生的肌源性细胞是修复患者受损或患病或衰老的骨骼肌的肌源性前体细胞来源 [11]。此外，能够在易于访问的培养系统中捕捉不同固有肌肉疾病和年龄相关肌肉萎缩的遗传多样性，使 hiPSCs 成为用于药物筛选的肌源性细胞生成的有吸引力的模型来源 [11]。本研究专题旨在突出使用 iPSCs 进行疾病建模和基于 iPSC 的细胞疗法在骨骼肌疾病领域的研究进展。特别是收集适合再生医学和基于 iPSC 的体外疾病建模的成功诱导协议技术要点，对于理解疾病发病机制的分子和细胞机制以及药物筛选至关重要 12[14]。
五篇主要研究或综述论文在此研究专题中发表。第一篇论文中，Hamer 和 Rossi 总结了改进 iPSCs 衍生肌源性细胞生成、纯化和成熟的协议，以应用于新型治疗 [Hamer 和 Rossi]。骨骼肌中的成纤维细胞/脂肪祖细胞（FAPs）通过分泌分子和细胞外基质重塑在骨骼肌稳态和再生中发挥重要作用 [15]。在疾病环境中，FAPs 会分化为脂肪细胞、骨细胞或成纤维细胞，显著调节正常肌肉功能。第二篇论文由 Zhao 和 Ikeya 撰写，总结了 FAPs 作为肌肉结缔组织（MCT）间质细胞的发育起源和功能的最新进展，以及 FAP 介导的异位骨化导致罕见遗传病进行性骨化性纤维发育不良（FOP）[16；Zhao 和 Ikeya]。此外，该论文提供了来自患者 iPSCs 的异位骨化的全新见解。第三篇论文由 Xie 等人撰写，揭示了白血病抑制因子（LIF）促进 MuSCs 自我更新和增殖的分子机制 [Xie 等]。LIF 处理还增强了 MuSCs 注射到 DMD 模型 mdx 小鼠骨骼肌后的嵌合能力，表明 LIF 对 hiPSCs 衍生 MuSC 移植疗法的有益作用。超氧化物歧化酶 1（SOD1）基因的突变被认为是家族性肌萎缩侧索硬化症（ALS）的遗传原因，这是一种无法治愈的进行性神经肌肉疾病 [17]。第四篇论文中，Couturier 等人报告说，携带 SOD1 D90A 突变的 hiPSCs 衍生肌源性细胞表现出几种肌源性标志物减少，包括烟碱型乙酰胆碱受体（nAChR）簇表达和功能的变化，导致肌管中肌节形态改变 [Couturier 等]。因此，作者引入了一种新的 hiPSCs 衍生神经肌肉模型用于 ALS [18,19]。随着人类年龄的增长，血液中循环因子组成的改变被认为有助于肌肉质量和力量的下降。第五篇论文中，Tey 等人报告称，补充老年大鼠血清显著减少了细胞增殖、肌管形成和肌纤维成熟，显著增加了细胞死亡，并在 ESC 和 iPSC 衍生肌源性细胞中诱导了转录组变化，为预防年龄相关肌肉无力提供了治疗应用 [Tey 等]。这五篇文章突显了发表于《细胞与发育生物学前沿》干细胞研究部分的高质量论文，并揭示了一个正在以惊人速度前进的研究领域。
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