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iMyoblast用于人体外和体内人体肌生成及疾病建模的研究

更新时间:2026-05-14点击次数:19

摘要

骨骼肌母细胞(iMyoblasts)是通过一种高效且可靠的无转基因诱导和干细胞选择方案,从人类诱导的多能干细胞(iPSCs)中生成的。免疫荧光、流式细胞术、qPCR、数字RNA表达分析和scRNA-Seq研究将iMyoblasts识别为PAX3+/MYOD1+骨骼肌源谱系,具有胎儿状转录组特征,区别于成人肌肉活检肌母细胞(bMyoblasts)和iPSC诱导的肌肉前体。iMyoblasts可以稳定地繁殖>12个传代或30个群体倍增,同时保持其对肌管分化和储备细胞再生的双重承诺。iMyoblasts还能高效地异种移植到受辐射和受伤的小鼠肌肉中,在那里经历分化和胎儿-成体MYH同工型交换,证明其对成体肌肉成熟的调节可塑性,响应宿主肌肉信号。异种移植肌肉保留PAX3+肌肉的前体,并能在继发损伤时再生人类肌肉。作为疾病模型,来自颊肩上腭性肌营养不良症患者的iMyoblast细胞揭示了一种此前未知的表观遗传调控机制,该机制控制病理性DUX4基因的发育表达。来自肢带肌营养不良症R7和R9及沃克沃伯格综合征患者的肌母细胞模拟了其分子疾病病理,并对小分子和基因编辑治疗有反应。这些发现证明了iMyoblasts在人体外和体内研究人体肌发生和疾病发病机制以及肌肉干细胞治疗开发中的实用性。

关键词:发育生物学;人类;人类IPSC肌发生;iMyoblasts;鼠标;肌肉干细胞;再生医学;干细胞;异种移植。

通俗语言摘要

肌营养不良症是一组遗传性遗传疾病,特征是肌肉无力逐渐加重。它们会导致残疾甚至死亡,而这些疾病目前尚无治愈方法。基因组测序的进步已发现许多导致肌营养不良的突变,为修复错误基因或重建受损肌肉的新疗法打开了大门。然而,测试这些想法需要更好的方法在实验室中重现人类肌营养不良症。建模肌营养不良的一种策略是引导个体的皮肤或其他细胞形成“诱导多能干细胞";这些细胞随后可以成熟形成身体中几乎任何成年细胞,包括肌肉。然而,这种方法通常不会生成肌母细胞,即发育过程中特异性成熟为肌肉的“前体"细胞。这限制了对致病突变早期如何影响肌肉形成的研究。作为回应,郭等人开发了两步方案:肌肉成熟后进行干细胞生长筛选,从健康志愿者和肌营养不良患者中提取诱导多能干细胞,分离并培养“诱导肌母细胞"。这些诱导的肌母细胞既能自我生成更多,也能变成肌肉,使郭等人能够模拟三种不同类型的肌营养不良症。这些肌母细胞在移植到成年小鼠肌肉中时也表现为干细胞:有些形成了人类肌肉组织,另一些则作为前体细胞保留,这些细胞可以对肌肉损伤做出反应并开始修复。郭等开发的诱导肌母细胞将使科学家能够研究不同突变对肌肉组织的影响,并更好地测试治疗方案。它们也可以作为再生医学疗法的一部分,用于恢复患者的肌肉细胞。