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药物鸡尾酒能有效激活和扩大肌肉干细胞

骨骼肌 - 附着在骨骼上并能够运动的肌肉类型 - 是人体中最丰富的组织。这种组织具有在轻微受伤后再生的能力,这一过程由有助于构建新肌肉纤维的常驻肌肉干细胞促进。然而,急性肌肉损失(可能发生在严重事故中)、进行性肌肉损失或遗传性疾病,如肌营养不良症,可能会影响这种组织修复过程。在这些情况下,患者可能会出现行动不便和生活质量下降的情况,这突显出需要新方法来帮助再生骨骼肌。

由于肌肉干细胞可以修复受损组织,因此对基于干细胞的肌肉再生疗法的研究是一个活跃的研究领域。虽然这种方法很有前景,但肌肉干细胞的来源极其有限,目前在实验室培养这些细胞是一个昂贵且耗时的过程。

最近,加州大学洛杉矶分校 (UCLA) 的 NIBIB 资助的研究人员发现了一种药物混合物,可以有效激活和扩大肌肉干细胞群,这些干细胞要么驻留在肌肉中,要么从其他组织中分离出来,例如作为皮肤。

研究人员发现,肌肉干细胞可以治愈三种不同小鼠模型中受损的组织:成年小鼠、老年小鼠(愈合能力降低)和肌肉萎缩症小鼠模型(表现出严重的肌肉萎缩)。

肌肉再生领域的一个主要瓶颈是缺乏产生和增殖肌肉干细胞的有效方法。使用我们的药物混合物,我们可以有效地扩大这种细胞群,利用它们作为肌肉修复治疗剂的潜力。”

药物混合物包括毛喉素,这是一种在植物中发现的化学物质,可以增加环 AMP 的产生,环 AMP 是细胞中一种重要的信号分子。鸡尾酒中还包括一种叫做 RepSox 的小分子,它介导干细胞分化。Li 说,虽然这两种化合物都已用于干细胞研究,但它们对肌肉干细胞增殖和分化的综合作用是本研究的一个新发现。

研究人员使用从小鼠身上分离的皮肤细胞,其中含有多种细胞类型,利用他们的鸡尾酒选择性地扩增化学诱导的肌肉干细胞群。然后将这些肌肉干细胞植入受伤前小鼠的肌肉中。植入 4 周后,研究人员评估了受伤肌肉的愈合情况。在他们所有的模型中,植入的干细胞促进了肌肉修复和组织再生。

随后,李和同事将他们的研究更进一步。他们不是在培养皿中培养肌肉干细胞,而是想看看是否可以通过将鸡尾酒直接输送到肌肉中来激活和扩大小鼠的常驻肌肉干细胞群。

研究人员将他们的药物混合物装入纳米颗粒中,允许在两周内控制释放混合物。然后将这些载有药物的纳米颗粒注射到受伤前的成年或老年动物的肌肉中。与注射空纳米颗粒的小鼠相比,注射载药纳米颗粒的小鼠肌肉再生和功能显着改善。

研究人员增殖肌肉中已经存在的干细胞的方法有几个优点。与其在培养皿中培养干细胞,然后将它们植入患者体内,Li 及其同事设想了一种现成的肌肉修复疗法,通过将他们的药物混合物直接注射到受损组织中。然而,这种方法依赖于常驻肌肉干细胞的存在,不能用于广泛的肌肉损失,李指出。

NIBIB 发现科学与技术部主任 David Rampulla 博士说:“这项工作代表了组织再生领域向前迈出的有希望的一步,并可能导致一种更有效的修复受损肌肉的方法。” . “对于肌肉损伤或慢性肌肉萎缩的患者,这种方法可以显着提高他们的生活质量,”他说。

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