陈根：肌肉细胞重编程，重建受损肌肉

文/陈根

肌肉是人体最大的器官，占身体质量的40%，在维持我们的生活中起着至关重要的作用。肌肉组织以其独特的自发再生能力而著称。然而，在严重的损伤中，例如车祸或肿瘤切除导致肌肉受损（VML），肌肉的恢复能力会大大降低。

目前，VML的治疗包括自体肌瓣或移植物的外科治疗和物理治疗。然而，外科手术往往导致肌肉功能下降，在某些情况下甚至导致完全移植失败。

通过整合移植细胞诱导骨骼肌再生是改善受损肌肉功能的一种有效方法。不同类型的细胞，包括卫星细胞（肌肉干细胞）、成肌细胞和间充质干细胞，已经被用来治疗肌肉萎缩。然而，侵入性肌肉活检、细胞可用性差和长期维护有限阻碍了移植细胞的临床转化。

此外，尽管各种天然和合成生物材料已被用来提高移植细胞的存活和成熟，同时招募宿主细胞进行肌肉再生，但在组织支架的发展过程中，还存在着一些尚未解决的、长期存在的难题。天然支架具有很高的细胞识别能力和细胞结合亲和力，但在需要长期机械支持的大病变或负重组织中往往不能提供机械稳定性。

相比之下，合成支架提供了一种精确的工程替代物，具有可调节的机械和物理性能，以及定制的结构和生物化学成分，但通常由于缺乏细胞募集和与宿主组织的整合不良而受到阻碍。

为了克服这些挑战，韩国首尔基础科学研究所（IBS）纳米医学中心、延世大学和麻省理工学院（MIT）的一个研究小组设计了一种新的人工肌肉再生方案。研究人员通过直接细胞重编程技术结合天然合成的杂交支架，在小鼠模型中实现了VML的有效治疗。

直接细胞重编程，也称为直接转化，是提供有效细胞治疗的有效策略，因为它允许使用组织活检中的自体细胞快速生成患者特异性靶细胞。此次研究中，研究人员使用了结缔组织中被称为成纤维细胞的重要结构细胞，在某些转录因子的帮助下，成纤维细胞被转化为诱导的肌源性祖细胞（iMPCs）。

随后，研究人员创造了支撑架构，以确保移植细胞在新家茁壮成长。这使他们找到了一种名为聚己内酯(PCL)的生物相容性聚酯，将其制成多孔支架，并与含有一种常用于治疗体积性肌肉损失的生物材料的水凝胶混合，称为去细胞化肌肉细胞外基质。

通过结合支撑架构和重编程细胞，该团队在体外生产出了工程化的肌肉纤维，表现出与真实肌肉相似的特性。将这些仿生肌肉构建体植入到小鼠体积性肌肉损失模型中，促进了肌肉的生长、神经支配和受损肌肉的恢复，有效地治疗了这种疾病。

重新编程特定细胞用于再生医学已经展现出了极大潜力，当然，研究人员同时表示，需要进一步的研究来阐明他们的杂交构建体的肌肉再生机制，并赋予细胞结构性递送平台的临床转化能力。