Cell Stem Cell：你健身吗？你增肌吗？骨骼肌肌源性祖细胞通过外泌体在其中发挥重要作用

导读：干细胞与周围细胞外环境的相互作用可促进组织可塑性。Fry及其同事报道了骨骼肌肌源性祖细胞（myogenic progenitor cells, MPCs）分泌含有miR-206的外泌体，通过抑制Rrbp1调节纤维形成细胞胶原表达。MPCs介导骨骼肌细胞外环境的调节对早期肌纤维生长是必要的。MPCs外泌体在你健身增肌（即肌肉生理性肥大）过程中发挥着防止细胞外基质（ECM）的过度沉积、促进长期肌纤维肥大的重要作用。

外泌体资讯网 讯/  在生长和修复期间，肌肉干细胞（称为卫星细胞）和骨骼肌中的细胞外基质（ECM）之间的相互作用对于肌肉适应是至关重要的。卫星细胞存在于肌纤维的肌膜和基底层之间，在激活时可通过自我更新或增殖产生能够迁移到ECM中的肌原性祖细胞。肌肉ECM主要由存在于纤维之间的由肌肉成纤维细胞分泌到细胞间隙中的各种胶原亚型组成。有几个研究组已经发现间质性肌肉niche在暴露于与肌肉生长和修复相关的外部刺激之后促进卫星细胞的激活。具体来说，ECM的组成和机械性质调节卫星细胞活性和更新。虽然有证据表明肌肉可介导ECM产生的调节，但激活的卫星细胞和它们的衍生细胞——肌源性祖细胞（MPCs）——在肌肉适应期间对其细胞外niche的调节的作用很大程度上尚未探索。

通过基因操作将卫星细胞去除会导致机械过载诱导肥大、修复和衰老期间肌肉ECM增加。使用tamoxifen可诱导的Pax7-DTA小鼠，前期实验结果表明，在卫星细胞去除的肌肉机械过载8周后，肥大减弱，伴随着ECM含量的大量增加。与ECM含量的显着增加一致，在肥大过程中，胶原基因在卫星细胞去除的肌肉中过表达。在肌肉生长和修复期间，胶原产生的增加可为新生肌纤维和卫星细胞提供支架；然而，不受控制的肌肉ECM的积累阻碍肌肉的修复和机械功能。因此，在适应期间肌肉ECM产生的精确调节是必需的，以确保肌肉的最佳功能。

体外研究表明MPCs积极分泌调节肌肉成纤维细胞ECM基因表达的因素，似乎并不依赖于转化生长因子β（TGF-β）途径。细胞间通信通过许多不同的机制介导，胞外囊泡（如外泌体）是细胞与细胞间通信中的重要参与者。外泌体含有宿主细胞衍生的RNA和蛋白质，并且已经显示能够将mRNA和miRNA转移到靶细胞。因此，外泌体通过MPC的分泌提供了迄今未被认识到的用于在肌肉重塑期间调节纤维形成细胞ECM产生的机制。这项研究的目的是阐明MPCs在肥大期间调节其细胞外环境的基础机制，从而确定激活的卫星细胞在骨骼肌重塑中的作用。（exosomemed.com）

在肌纤维肥大和ECM重塑的急性期卫星细胞和肌肉中的纤维形成细胞之间的相互作用模式图

卫星细胞是成体骨骼肌中的主要干细胞群体，可被肥大性刺激激活，并在围绕肌纤维的细胞外基质（ECM）内产生肌原性祖细胞（MPC）。该ECM主要由间质纤维形成细胞分泌的胶原组成，在肥大和老化期间影响卫星细胞活性和肌肉修复。来自美国肯塔基大学的研究阐明了MPCs与间质纤维形成细胞之间的相互作用，可在肥大性刺激过程中确保适当的ECM沉积和最佳的肌肉重塑。在生长刺激的第一周期间，MPC依赖的ECM重塑足以使得长期的肌纤维肥大。MPCs分泌含有miR-206的外泌体，可抑制纤维形成细胞中胶原合成的主要调节剂Rrbp1，以防止ECM的过度沉积。这些研究结果揭示了骨骼干/祖细胞与其他细胞类型相互作用调节细胞外环境以保障组织维持和适应。（exosomemed.com）

该研究的亮点：

  • 肌源性前体细胞（MPCs）可调节骨骼肌细胞外基质

  • MPCs通过融合非依赖途径调节骨骼肌纤维的肥大

  • MPCs外泌体miR-206通过靶向纤维形成细胞Rrbp1调节胶原的形成

  • MPCs通过调节ECM的重塑在1周内促进肌纤维的生长

参考文献：

Fry, C. S., et al. (2016). "Myogenic Progenitor Cells Control Extracellular Matrix Production by Fibroblasts during Skeletal Muscle Hypertrophy." Cell Stem Cell. IF=22.387

赞 (0)

相关推荐