李松团队通过小分子药物诱导肌肉干细胞，成功修复老龄化和DMD导致的肌肉萎缩

2021

03/22

生物世界

A-

A+

该研究首次发现一组化学小分子药物可在体外及原位高效诱导扩增肌肉干细胞，成功实现老龄化和杜氏肌肉营养不良型病损肌肉组织的修复。

来源 | 小柯生命

肌肉是人体最丰富的组成部分（约占体重的40%），对维持机体运动和生命健康至关重要。在正常情况下，如果肌肉发生损伤，位于肌纤维基底膜和质膜之间的静息状态的肌肉干细胞（亦被称为卫星细胞）会被激活，并增殖分化产生新的肌纤维，进而修复受损肌肉。

尽管成人肌肉干细胞具有强大的再生潜能，然而，由于老龄化肌肉萎缩和杜氏肌营养不良症 （DMD）等疾病引起的渐进性肌肉坏死，往往会导致肌肉干细胞的再生修复能力下降或者完全丧失，最终导致病人瘫痪，甚至死亡。

近年来， 干细胞技术 为衰老或DMD等肌肉疾病的治疗带来了巨大希望，但仍然面临一个重大的挑战是难以实现肌肉干细胞的分离、体外培养和大量扩增，从而导致肌肉干细胞的供应不足，严重限制了干细胞疗法的临床应用。

2021年3月19日，加州大学洛杉矶分校李松教授团队在国际顶级期刊 Nature 子刊 Nature Biomedical Engineering 期刊在线发表了题为： Skeletal muscle regeneration via the chemical induction and expansion of myogenic stem cells in situ or in vitro 的研究论文。

该研究首次发现一组化学小分子药物可在体外及原位高效诱导扩增肌肉干细胞，成功实现老龄化和杜氏肌肉营养不良型病损肌肉组织的修复。

为了解决这一临床上的重大关键问题，研究团队通过筛选大量的小分子药物，首次发现forskolin （一种腺苷酸环化酶-cAMP激活剂）与RepSox （一种选择性TGFβR-1/ALK5抑制剂）两种小分子药物组合“鸡尾酒”可选择性、高效诱导扩增皮肤来源肌肉干细胞，并发现这种小分子组合药物可同样有效诱导老年肌肉组织来源的干细胞的体外扩增。

图1. 小分子药物诱导扩增皮肤来源的肌肉干细胞

研究团队进一步采用蛇毒细胞毒素 （CTX）损伤的成年、老年小鼠及肌肉营养不良DMD小鼠的胫骨前肌为动物模型，开展了体外诱导干细胞注射治疗肌肉的体内实验。当把体外小分子诱导扩增的皮肤来源的肌肉干细胞注射到三种动物模型损伤肌肉中，一个月后，移植的干细胞可以生成新的肌肉纤维，并成功融合到损伤肌肉中，显著地促进肌肉的功能性修复。