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研究发现,肌肉正常生长的关键是用胎牛血清辅助肌肉干细胞的研究。

2021-06-10 11:08:07 来源:网络

肌肉再生的来源是肌肉干细胞,它一方面需要分化为肌肉细胞,另一方面又需要保持自我更新。但目前尚不清楚它选择细胞的机制是什么。

最近,科学家们在自然交流一书中写道,自然交流揭示了它的奥秘。

众所周知,肌肉干细胞向肌肉细胞的发育受干细胞中HES1和Myod两种蛋白的调控。这两种蛋白都参与了缺口通路。缺口是肌肉干细胞的受体,其配体是细胞表面的δ蛋白,参与细胞间的通讯和外部反应。

科学家发现,这两种编码蛋白的基因存在表达的节律性波动,这对于干细胞转化为肌肉细胞至关重要。现在科学家发现了第三种蛋白delta-like1,简称dll1。激活的肌肉干细胞以周期性波动的方式产生dll1,振荡周期持续2~3小时。每当一部分干细胞表达更多dll1时,其他细胞中的dll1就相应降低。这种节律性信号决定了干细胞是成为新的干细胞还是发育成肌肉细胞。

图片来源于文献oscillationsofdelta-like1regulatethebalancebetweendifferentiationandmaintenanceofmusclestemcells.naturecommunicationsvolume12,Arclenumber:1318(2021年),出版日期:26february2021年

研究人员利用分离的干细胞、单个肌肉纤维和小鼠进一步研究HES1和肌类蛋白是如何参与肌肉生长的。结果表明,HES1起起搏器的作用,而Myod则增加dll1的表达,这在一个数学模型中也得到了证实。

在转基因小鼠的帮助下,研究人员获得了最重要的证据,证明dll1振荡在调节干细胞转化为肌肉细胞方面起着关键作用。dll1基因中的特殊突变可以使蛋白质的产生延迟几分钟。这会破坏dll1在细胞中的振荡,但不会改变配体的总数。

然而,这种突变会对干细胞产生严重影响,促使它们过早分化为肌肉细胞和纤维。结果,干细胞很快耗尽,导致小鼠后腿肌肉再生不良,比受伤前的肌肉要小。很明显,这种微小的遗传变化破坏了干细胞之间以脑震荡的形式的成功沟通。

科学家指出,只有当dll1以振荡的方式与缺口受体结合,并周期性地启动干细胞信号级联时,干细胞的自我更新和分化之间才有很好的平衡。研究人员希望,对肌肉再生和生长的更好理解,将在未来开发出更有效的治疗肌肉损伤和肌肉疾病的方法。

细胞培养通常是生命医学研究中的一种重要的实验方法。如果要使细胞得到良好的培养,就必须很好地使用血清。例如奥斯比亚进口的胎牛血清,其内毒素小于3U/ml,使细胞更健康,使顾客更顺利地进行实验。