科学家开发出直接细胞重编程 可执行重建肌肉任务

科学家帮助患者重建肌肉的方法之一,就是重新利用负责人体其他功能的细胞,科学家将这种技术称之为直接细胞重编程。现在一支国际科研团队尝试结合新型细胞支撑结构,确保细胞在移植之后能够执行重建肌肉的任务,并已经通过治疗小鼠严重的肌肉损伤来证明这项技术的潜力。

该项新技术目前仍处于早期开发阶段,但是重新编程特定细胞用于其他任务是一项具有很大潜力的技术。之前,科学家已经成功将皮肤细胞变成β细胞,为糖尿病患者生产胰岛素;将结构细胞变成跳动的细胞,为受损的心脏治疗;将一种类型的眼细胞变成另一种类型的眼细胞来逆转小鼠的失明。

这支国际科研小组将目光瞄准了已知的体积肌肉损失,这可能是由严重的伤害造成的,如车祸或肿瘤切除。这使得患者在受伤时,肌肉没有太多的自然再生能力,目前的治疗方案也很有限。

该团队开始借助直接细胞重编程来解决这个问题,这需要将一种细胞类型变成另一种细胞类型,而不需要先将其恢复到诱导多能状态。科研团队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)。

然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(decellularized muscle extracellular matrix)。

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。

领导这项研究的韩国基础科学研究所的 Cho Seung-Woo 教授说:“需要进一步的研究来阐明我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”。

该研究发表在《先进材料》杂志上。

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