iMyoblast用于人體外和體內人體肌生成及疾病建模的研究

時間：2026/5/14閱讀：258

摘要

骨骼肌母細胞（iMyoblasts）是通過一種高效且可靠的無轉基因誘導和干細胞選擇方案，從人類誘導的多能干細胞（iPSCs）中生成的。免疫熒光、流式細胞術、qPCR、數字RNA表達分析和scRNA-Seq研究將iMyoblasts識別為PAX3+/MYOD1+骨骼肌源譜系，具有胎兒狀轉錄組特征，區別于成人肌肉活檢肌母細胞（bMyoblasts）和iPSC誘導的肌肉前體。iMyoblasts可以穩定地繁殖>12個傳代或30個群體倍增，同時保持其對肌管分化和儲備細胞再生的雙重承諾。iMyoblasts還能高效地異種移植到受輻射和受傷的小鼠肌肉中，在那里經歷分化和胎兒-成體MYH同工型交換，證明其對成體肌肉成熟的調節可塑性，響應宿主肌肉信號。異種移植肌肉保留PAX3+肌肉的前體，并能在繼發損傷時再生人類肌肉。作為疾病模型，來自頰肩上腭性肌營養不良癥患者的iMyoblast細胞揭示了一種此前未知的表觀遺傳調控機制，該機制控制病理性DUX4基因的發育表達。來自肢帶肌營養不良癥R7和R9及沃克沃伯格綜合征患者的肌母細胞模擬了其分子疾病病理，并對小分子和基因編輯治療有反應。這些發現證明了iMyoblasts在人體外和體內研究人體肌發生和疾病發病機制以及肌肉干細胞治療開發中的實用性。

關鍵詞：發育生物學;人類;人類IPSC肌發生;iMyoblasts;鼠標;肌肉干細胞;再生醫學;干細胞;異種移植。

通俗語言摘要

肌營養不良癥是一組遺傳性遺傳疾病，特征是肌肉無力逐漸加重。它們會導致殘疾甚至死亡，而這些疾病目前尚無治愈方法。基因組測序的進步已發現許多導致肌營養不良的突變，為修復錯誤基因或重建受損肌肉的新療法打開了大門。然而，測試這些想法需要更好的方法在實驗室中重現人類肌營養不良癥。建模肌營養不良的一種策略是引導個體的皮膚或其他細胞形成“誘導多能干細胞";這些細胞隨后可以成熟形成身體中幾乎任何成年細胞，包括肌肉。然而，這種方法通常不會生成肌母細胞，即發育過程中特異性成熟為肌肉的“前體"細胞。這限制了對致病突變早期如何影響肌肉形成的研究。作為回應，郭等人開發了兩步方案：肌肉成熟后進行干細胞生長篩選，從健康志愿者和肌營養不良患者中提取誘導多能干細胞，分離并培養“誘導肌母細胞"。這些誘導的肌母細胞既能自我生成更多，也能變成肌肉，使郭等人能夠模擬三種不同類型的肌營養不良癥。這些肌母細胞在移植到成年小鼠肌肉中時也表現為干細胞：有些形成了人類肌肉組織，另一些則作為前體細胞保留，這些細胞可以對肌肉損傷做出反應并開始修復。郭等開發的誘導肌母細胞將使科學家能夠研究不同突變對肌肉組織的影響，并更好地測試治療方案。它們也可以作為再生醫學療法的一部分，用于恢復患者的肌肉細胞。

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