骨骼肌卫星细胞的研究进展共27页文档
肌卫星细胞的研究进展
肌卫星细胞的研究进展作者:李小雷来源:《中国保健营养·中旬刊》2013年第03期【摘要】干细胞研究仍然是当今医学的热点问题,尤其是肌肉干细胞因直接参与骨骼肌分化而备受关注。
胚胎和成人体内都存在肌肉干细胞。
由于肌肉卫星细胞在肌肉的发育和再生中发挥主要作用,目前公认的成人体内肌肉干细胞主要是指肌肉卫星细胞。
近年研究发现,肌卫星细胞在组织工程和疾病研究中都起着比较重要的作用,将为治疗包括帕金森病在内的多种临床退行性疾病提供自体干细胞的新来源。
【关键词】肌干细胞;肌再生;肌肉修复;肌卫星细胞【中图分类号】R285.5 【文献标识码】A 【文章编号】1004-7484(2013)03-0141-01肌卫星细胞Mauro[1]等于1961年首次在蛙骨骼肌中发现。
肌卫星细胞是具有增殖和自我更新能力的成肌前体细胞,这种组织特异的祖细胞在出生后骨骼肌的损伤、修复和维持再生中起着重要的作用。
Gussoni等[2]用Hoechest/FACS方法从骨骼肌中分离到多能干细胞,有关性质尚不清楚。
这些肌源干细胞既能形成再生肌纤维,也能有效重建造血系统。
肌源干细胞的这种可塑性,使有关肌卫星细胞的起源、激活与分化的分子调控机制以及肌卫星细胞的干细胞特性等方面的研究成为该领域的热门课题。
1 肌卫星细胞的起源肌卫星细胞属于肌源性细胞谱系,起源仍不完全清楚,目前有两种假说:体节来源和内皮来源。
体节来源假说来自鸡雏鹌鹑异源嵌合体实验,将鹌鹑的胚胎中胚层生肌节移植到宿主鸡的胚胎中,且被移植的鹌鹑细胞有明显的形态特征,可以观察到这些细胞从移植的中胚层生肌节迁徙到胚胎发育的肢体,并组成出生后鸡骨骼肌的肌卫星细胞群。
以后,大量的研究也证明了这一假说。
De Angelis等认为,卫星细胞也有可能是内皮来源的。
从胚胎背侧主动脉分离到的细胞具有与肌卫星细胞相似的形态和基因表达特征,此外,将这种主动脉来源的细胞移植到新生小鼠后,发现这种细胞参与出生后肌肉的生长和再生,并可与中胚层生肌节来源的肌纤维融合。
骨骼肌卫星细胞成肌化机制研究进展
骨骼肌卫星细胞成肌化机制研究进展李江(综述);方克伟(审校)【期刊名称】《医学研究生学报》【年(卷),期】2016(29)9【摘要】骨骼肌是人体的重要组织,除运动、呼吸、循环系统等方面的作用外,骨骼肌还是一个分泌组织并参与信号传导。
随着卫星细胞的发现及其成肌化机制研究的深入,颠覆了骨骼肌损伤是不可逆的观点。
卫星细胞可通过增殖活化、分化、融合成肌纤维修复骨骼肌损伤,其成肌化受多种因素的影响。
文中将从调控因子、细胞外基质、衰老、表观遗传因子、疾病等影响因素的研究进展进行综述。
%Skeletal muscle is an important tissue of the human body .Besides the roles in the motion system , the respiratory system, and the circulatory system , skeletal muscle also can be a secreting tissue and participate in signal transduction .As the finding of satellite cell and its muscle formation , the viewpoint that skeletal muscle′s injure is irreversible has becoming an history .Using sat-ellite cells to form muscle can be used to treat injury of skeletal muscle .However , the process is affected by many factors , such as ex-tracellular matrix, regulation factors, age, disease, epigenetic and so on.This paper summarizes the latest study progress of satellite cell muscle formation .【总页数】5页(P999-1003)【作者】李江(综述);方克伟(审校)【作者单位】650101 昆明,昆明医科大学第二附属医院泌尿外科;650101 昆明,昆明医科大学第二附属医院泌尿外科【正文语种】中文【中图分类】R363【相关文献】1.SD大鼠骨骼肌卫星细胞系的建立及诱导其向成肌、成脂和成骨分化 [J], 石钊;王修杰;王凡;董立华;张全波2.鸽骨骼肌卫星细胞的分离、培养及成肌特性 [J], LIN Zhenghao;WANG Xun;LI Xiaokai;LUO Yi3.PSMB5蛋白对牛骨骼肌卫星细胞增殖与成肌分化的影响 [J], 来裕婷;朱菲菲;王轶敏;郭宏;张林林;李新;郭益文;丁向彬4.滩羊骨骼肌卫星细胞体外培养及成肌和成脂诱导分化研究 [J], 徐小春;赵瑞;陈文娟;马文平;马森5.绵羊骨骼肌卫星细胞分离培养、鉴定与成肌诱导分化 [J], 李欣;赵中利;于永生;张立春;马惠海;罗晓彤;魏天;肖成;张琪;曹阳因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
骨骼肌卫星细胞的研究进展
C
D
C 利用兔ER-β特异性多克隆抗 体孵育细胞 D 苏木精染色细胞核
由图可以看出,对骨骼肌细胞核ERα和ERβ进行免疫组织化学染色显示在来源于 卫星细胞的成肌纤维上显阳性。
X. Li等(2009)以鸡卫星细胞为材料研究转化生长因子-β1(TGF-β1)对肌肉 细胞的凋亡作用。
由左图可以看出,实验组 细胞凋亡的数量显著高于 对照组,说明TGF-β1能诱 导卫星细胞凋亡。
以体外培养的骨骼肌卫星细胞为材料对 骨骼肌纤维类型进行研究,发现肌纤维的生 长规律,为体外调控肌纤维生长,改善肉品 质提供理论依据。
随着卫星细胞体外培养技术的成熟,以及研究趋 势的变化,细胞水平上的研究将会越来越广泛。未来 以骨骼肌卫星细胞为材料的研究可能会集中在以下几 个方面: 1 建立各物种、品种骨骼肌卫星细胞体外培养体系; 2 细胞水平的各功能基因的研究; 3 体外培养的卫星细胞用于疾病治疗的研究; 4 利用骨骼肌卫星细胞研究动物肌肉生长发育的规律。
织卫 中星 的细 分胞 布在 组
A
B
星刚 细分 胞离 图的 片卫
C
D
星贴 细壁 胞后 的 卫
的长 细满 胞瓶 形底 态时
A
B
A、卫星细胞融合成肌管 B、卫星细胞分化为成熟脂肪细胞
二、卫星细胞分离方法的比较
卫星细胞分离方法有两种:组织块法和酶消化法 组织块法:将肌肉组织在无菌条件下剔除血管、脂 肪、肌腱等组织,用眼科剪剪成1mm3的小块,然后 培养在培养瓶中,3天左右卫星细胞就从组织块周围 爬出,待细胞长满培养瓶的70%~80%后就消化传 代得到卫星细胞。
骨骼肌卫星细胞的研究进展
目录
一、基本概念的介绍 二、卫星细胞分离方法的比较 三、卫星细胞纯化方法的比较 四、卫星细胞的鉴定方法 五、卫星细胞在畜禽上的研究进展
骨骼肌卫星细胞的研究现状及临床应用—冯俊
骨骼肌卫星细胞的研究现状及临床应用冯俊(首都医科大学08级七年制临床三班)【摘要】骨骼肌卫星细胞是一种位于肌膜和基底膜之间的一种肌干细胞。
其具有良好的增殖、分化能力,在肌肉损伤或被刺激激活时,可大量增殖修复损伤组织。
骨骼肌卫星细胞还对不同环境有良好的适应能力,例如缺血、缺氧环境。
研究者希望通过移植的方法来治疗各种肌组织损伤及其他修复重建性疾病,如造血重建、骨损伤修复等。
目前,对于骨骼肌卫星细胞的体外分离培养技术已很成熟。
在其增殖、分化机制上虽然有大量的研究,但因为内源和外源性影响因素繁多,还有很多未明确。
而在临床应用方面,骨骼肌卫星细胞治疗心肌梗死的研究相对较成熟,且已有临床实践,在治疗其他疾病方面的研究,大多还只是体外实验和动物实验,有待更深入的研究。
本文将从如何分离纯化足量的骨骼肌卫星细胞,影响卫星细胞增殖、分化的因素有哪些和骨骼肌卫星细胞的临床应用三个方面进行综述。
【关键词】卫星细胞;骨骼肌;研究现状;临床应用【Abstract】Skeletal muscle satellite cells are located between the sarcolemma and the basement membrane of muscle cells. They are of good proliferation and differentiation capacities. When muscle damages, they are activated and proliferate to repair the damaged tissue. Skeletal muscle satellite cells also have a good ability to adapt to the different environment, such as ischemia, hypoxia. Using this feature, researchers hope to transplant muscle satellite cells to treat various diseases, such as hematopoietic reconstruction, bone injury repair. Currently, the technique to culture skeletal muscle satellite cells in vitro has been well established. Although there are numerous studies on the proliferation and differentiation of the muscle satellite cells, the mechanism remains unclear because of the complicated effects of endogenous and exogenous factors. In clinical applications, skeletal muscle satellite cells have been used for treatment myocardial infarction but not for other diseases. Thus, further studies are badly needed. This paper will review the following three aspects: How toachieve the separation and purification of skeletal muscle satellite cells in sufficient quantities? What factors affect satellite cell proliferation and differentiation? And clinical applications of skeletal muscle satellite cells.【Key words】Satellite cells, Skeletal muscle, Research, clinical application1.引言骨骼肌卫星细胞由Mauro在1961年首次发现,因其与肌细胞位置关系密切而命名,最早由Bischoff于1974年从大鼠骨骼肌中分离出来并进行体外培养。
兔骨骼肌卫星细胞的体外培养及生长特性的研究(精)
兔骨骼肌卫星细胞的体外培养及生长特性的研究摘要:目的:研究体外分离培养的兔骨骼肌卫星细胞(SC)的生物学特性。
方法:采用细胞培养方法,对兔骨骼肌SC进行活细胞观察,并测定兔骨骼肌SC 的细胞生长曲线、细胞分裂指数、细胞贴壁率。
结果:①兔骨骼肌SC为梭形,呈长轴平行排列,具有明显的方向性;②体外培养的兔骨骼肌SC在10代以内生长稳定,超过10代以后肌SC的融合能力和形成肌管的能力也随之下降。
结论:体外培养的兔骨骼肌SC在合适的传代比例和培养条件下在体外能够生存并保持其特性。
从肌SC稳定的生物学特性看,可以将其作为研究肌肉受损后再生修复的细胞模型,用于检测和研究某些基因和生长因子对肌肉再生和功能恢复的影响。
关键词:卫星细胞;细胞培养;兔;骨骼肌分类号:Q813.1+1 文献标识码:A文章编号:1001-3733(2000)01-0007-03Culture and proliferative characteristics of rabbit skeletal musclesatellite cellXu Peng Gu Xianming(Stomatological Hospital, Fourth Military Mekical University,Xi'an 710032) Abstract:Objictive:To study the biological characteristics of rabbit skeletal muscle satellite cells(SCs)cultured in vitro. Methods:Invitro cell culture technique, morphological observation, cell counting, mitosis index and adhesion rate measuring were used to study the characteristics of the SCs.Results:(1)Scs were spindle and parallel along their longitudinal axis, showing obvious orientation.(2) SCs grew steadily within 10 passages, and their ability to fuse and form myotubes faded after 10 passages.Conclusion:SCs cultured from rabbit skeletal muscle can grow and maintain their characteristics in vitro provided appropriate passaging rate and culture condition. Key words:Satellite cell; Cell cultivation; Rabbits; Skeletal muscle▲肌卫星细胞(SC)是一种正常情况下位于成熟肌纤维表面的肌源性细胞。
骨骼肌卫星细胞的研究现状
骨骼肌卫星细胞的研究现状阎振鑫S111666(四川大学生命科学学院细胞生物学专业成都)摘要:肌卫星细胞是目前公认的骨骼肌干细胞,负责骨骼肌生长和损伤修复。
干细胞研究成为医学研究领域的热点,肌卫星细胞移植成为治疗骨骼肌损伤萎缩和心肌坏死的新的治疗方案,具有广阔的前景。
肌卫星细胞的体外培养中大多采用胰酶胶原酶两步消化法得到细胞悬液。
在原代培养中最关键的是细胞的纯化。
防止成纤维细胞的污染,主要是采用查速铁壁的方法将细胞分离。
胰岛素多肽家簇、MyoD转录因子家族和MEF2家族等对肌肉的形成起重要的调控作用。
关键词:骨骼肌卫星细胞体外培养干细胞移植肌卫星细胞是小的单核梭形细胞,是源于胚胎中胚层的干细胞,在正常骨骼肌中,它位于基底膜与肌纤维浆膜之间,处于静止状态。
当受到外界刺激,在应激状态下可以分裂、增生,形成新的肌纤维,是骨骼肌再生的储备力量,负责骨骼肌的生长和损伤修复。
因此,肌卫星细胞特有的成肌能力倍受重视[1-4]。
目前,干细胞研究成为医学领域研究的热点,肌肉干细胞因直接参与分化骨骼肌而受世人关注。
胚胎和成体内都存在肌肉干细胞,成人体内存在两类具有干细胞样特性的细胞,一类称为卫星细胞(Satellite Cells,SC)也叫成肌祖细胞(Myogenic Progenitor Cell,MPC),另一类称为肌源干细胞(Muscle Derived Stem Cell,MDSC),也叫群旁细胞(Side Population S,SP),后者在数量上远少于前者。
目前公认的肌肉干细胞主要是指肌肉卫星细胞[5]。
近年来,国外有报道将肌卫星细胞移植到冻伤的骨骼肌中,可改善肌肉功能[6]。
组织缺损或器官功能障碍是人类保健中发生频繁、危害性大、花费高的问题之一。
近年来随着组织工程技术的发展,应用肌组织工程技术,进行骨骼肌再生代替以往的手术方法修复动力性瘫痪,以其特有的优点避免了以往手术的缺陷,为瘫痪肌肉的动力修复开创了一个崭新的研究前景。
骨骼肌卫星细胞研究进展
摘 要 : 章从 骨 骼 肌 卫 星 细 胞 的生 长 发 育 过 程 到 自我 更 新 再 到 衰 老 缺 失 、 文 以及 与 生 长 因 子 的 关 系 进 行 了 综 述 , 论 讨 了骨 骼 肌 卫 星 细 胞 在 细胞 和 分 子 水 平 的 调 节 机 制 , 骨骼 肌损 伤 修 复 提 供 了深 入 的 理 论 依 据 。 为 关 键 词 : 骼 肌 ; 长 修 复 ; 星 细 胞 ; 活 ; 殖 分 化 骨 生 卫 激 增
祖 先 。
胞 的生长 发育 过 程 、 自我更 新 、 衰老 缺 失 、 以及 与 生 长 因子 的关 系等方 面进 行 了综述 。
1 卫 星 细 胞 的 起 源 2 卫 星 细 胞 的 激 活
在成体 的肌细 胞 中 , 星细胞 处 于静息 状 态 , 卫 而 不进 行有 丝分 裂 , 即使在 某些 特定 的情 况下 , 只有 也 有 限 的基 因表 达 和 蛋 白合 成 。然 而 , 受 到外 界 刺 当
合 , 成 多核肌 管 。经典 的骨 骼 肌 卫 星 细胞 理 论 的 形 提 出距今 已有 4 8年 的历史 ¨ , 文从 骨骼 肌卫 星细 本
胚 胎发 育 后 期 , 肌纤 维 周 围的 细胞 可 以表 达 在 P x 。通过 条件 性基 因 敲 除 ( r/oP) 验 发 现 a7 Ce lx 实 骨骼 肌卫 星 细 胞 由体 轴 下 表 达 P x a3的 细 胞 引 起 。 与此 同 时 , 大量 的群 旁 细胞 ( iep p l in ,S ) s o ua o s P 也 d t 来 自体轴 下 的体节 并可 能 与卫星 细胞 来 自于相 同的
果 。细 胞 内在 的信号 可 能 由细胞 膜 内的 1一磷 酸 一 鞘 氨 醇 ( p i oie1p op a ,S P) 起 。 S P shn s 一一hsh t g n e 1 引 1 是 细胞 膜磷脂 代 谢 的 中 间 产 物 , 是卫 星 细胞 进 入 细
大鼠骨骼肌卫星细胞培养的研究
的大鼠骨骼肌肌卫星 细胞 , 行体外原代骨骼肌 和传代 骨骼肌的细胞培 养。传至第 2 后 , 进 代 用分化培养基 诱导 分化 , 骨骼肌 细胞各 观察 个阶段 的形 态特征 并拍 照。[ 结果] 此方法分 离的 细胞成 活率较 高, 外生 长、 体 增殖 良好 。在 分化培 养基 条件 下, 细胞 分化 良好 , 可融合 成肌 管。【 结论 ] 实验成 功探 讨 了新生大 鼠骨骼肌卫 星细胞的分化能 力并建立 了卫 星细胞 纯化 方法 , 该 适用于开展 细胞移植 和肌组 织工
Zt NG l nl ta (col f i e ne N n n nvrt, at g J ns 20 ) IA Cl - e l Sho f Si c , at gU i sy N n n ,i gu26叽 e mi oLe e o ei o a
A s 1 bcv T eme d fh uictn clr n et ct nadt ioi l hrc r ts fkla uc a ltcl io bI 喇 et e h t so epr ai ,ut eadi nf ao n ebo gc aat i c e tl sl stle el i vr O i J o h t i f o u d i i i h l ac e s o s e m e ei sn t i w I epo .Me os klt msl seieshret oartw I s opr iu uteadⅡ l clcl r.h kla 心 l e xlr { t d Se a l ce pc n av e fr s eeue t d uetsecl r n 心 e el ut e Tesee lⅡ e e e h J e l1 m s dl a do s u u t
骨骼肌卫星细胞的研究进展
骨骼肌卫星细胞的研究进展作者:仝昕炜来源:《当代体育科技》2017年第04期摘要:骨骼肌是由多核肌纤维组成的终末分化细胞,成体肌纤维失去有丝分裂的能力,因此骨骼肌损伤多为不可逆的病变。
肌卫星细胞是一类存在于肌细胞基底膜与肌膜之间的成体干细胞,作为肌源性干细胞在肌肉组织损伤损伤后,能够在激活后发挥良好的增殖、分化能力,在骨骼肌损伤的修复和再生过程中发挥重要作用。
该文对骨骼肌卫星细胞自我更新的分子调节机制及其可能的信号传导通路进行探讨。
关键词:肌卫星细胞自我更新骨骼肌再生 Wnt信号通路 Notch信号通路中图分类号:Q813 文献标识码:A 文章编号:2095-2813(2017)02(a)-0022-021 肌卫星细胞概述1.1 肌卫星细胞的发现肌卫星细胞是在1961年由Mauro发现,肌卫星细胞(Skeletalsatellite cell,SSC)是一类分布于肌细胞基底膜与肌膜之间的成体干细胞,其位置与排列类似肌细胞的卫星,故称卫星细胞[1]。
肌卫星细胞是成年个体肌肉组织内留存的未分化的肌前体细胞(Muscle progenitor cell,MPC),位于肌纤维基底膜和基膜之间,具有增殖、分化等自我更新的潜能[2]。
在成年机体的骨骼肌中,肌卫星细胞含量较少,大约占比1%~4%。
1.2 肌卫星细胞的形态结构在静息状态下,SSC细胞质和细胞器也较少,核质比率较高;其细胞核比肌管细胞核小,其异染色质含量比肌细胞核高。
伴随年龄增长,SSC的丰度逐渐减少,SSC肌源性分化和自我更新的潜能仍保留,但更新能力随之降低[3]。
1.3 肌卫星细胞的特异性标记与鉴定骨骼肌特异性标记蛋白的表达可作为SSC的鉴定指标,认识分子标志是对各阶段肌细胞进行鉴定的依据。
高度糖基化I型跨膜蛋白(CD34)在造血干细胞、肌源细胞和SSC上均有表达,在分化程度越低的细胞中表达率越高;M钙调蛋白是肌卫星细胞增殖与融合的标志;Pax3是肌源细胞的标志物, Pax7在静息和活化的卫星细胞核内均有表达。
eIF2α对骨骼肌卫星细胞的影响研究进展
94作者简介:杨洲(1992—),男,湖北人,硕士,研究方向:运动与健康。
eIF2α对骨骼肌卫星细胞的影响研究进展杨洲 上海市实验学校附属东滩学校 卢健 华东师范大学 金晶 浙江农林大学摘要:通过对文献法整理真核翻译起始因子(eukaryotic initiation factory 2,eIF2)与骼肌卫星细胞(muscle stem cells ,MuSCs )关系发现,eIF2α磷酸化与去磷酸化对MuSCs 的沉默与激活在一定程度上相关,eIF2的α亚基在eIF2激酶作用下发生磷酸化修饰后,会引起翻译受阻,从而抑制蛋白质生物合成,在酵母和哺乳动物中观察到eIF2α磷酸化后,还能特异性激活某种蛋白质的合成,如酵母的GCN4蛋白,哺乳动物的ATF4蛋白。
研究发现在沉默状态MuSCs 中eIF2α被磷酸化,是否eIF2α的去磷酸化有利于骨骼肌卫星细胞的激活,有待进一步验证。
关键词:eIF2α;内质网应激;骨骼肌卫星细胞;激活在真核生物中,翻译过程通常分成3个阶段,即翻译的起始、延伸及终止。
真核细胞中有几种翻译起始的模式,如滑动扫描模型翻译的起始阶段一般分为3步:①当起始密码子为AUG 时,对应的Met-tRNAi 结合到核糖体小亚基(40 s)上;②核糖体小亚基与模板mRNA 结合,扫描,识别起始密码子;③核糖体大亚基(60 s)加入,形成80 s 起始复合物,翻译起始结束,进入延伸阶段在真核生物中,至少有10多种翻译起始因子(eIFs)参与协助完成翻译起始,如eIF2,eIF2B 和eIF 4F 等[1]。
本文对内质网蛋白应激霉(Protein kinase resouce-like endoplasmic reticulum kinase,PERK)[1]磷酸化eIF2α对MuSCs 激活的影响进行综述。
一、MuSCsMauro 等[2]在对青蛙胫前肌进行电镜研究时发现,MuSCs 是骨骼肌中具有分化增殖潜能的肌源性干细胞。
肌卫星细胞增殖及分化影响因素研究进展
关 键词
骨骼 肌 ; 卫 星 细胞 ; 细 胞 因子 ; 成 肌 调 节 因子 ; 力 学 因素 ; 分化 ; 增 殖
D OI d o i : 1 0 . 3 9 6 9 / j . i S S r L 1 6 7 3 — 7 0 8 3 . 2 0 1 3 . 0 2 . 0 0 9
2 . 1 MRF与肌 卫 星 细胞 增 殖 和 分 化
性修复仍是骨科 临床 面 临的重 大难题 , 虽 然 现有肌 腱转 位、 游离肌 肉移植等方法可满足动力 性修复 , 但是 修复后 外观及分布不均 的缺点 突 出。近年 研究 显示 , 有增 殖 和 自我更新潜力 的肌卫 星细 胞可 能避 免此不 足 , 并在 骨骼 肌修复研究 中发挥重要作用 。本文就 肌卫星细胞 增殖及 分化 的影 响因素研究作一综述 。
一
在成体肌细胞 中, 通常处 于静 息状 态 的卫星 细胞并 不进行有丝分裂 , 然而 当受到外 界一些 刺激 ,如牵拉 、 损 伤或肌 肉萎缩 引起病 变 时却能 够被 激活 , 从 而进入 细胞 周期 G1 期 ] 。是何 因素 在静息 状态期 引起并 调控 卫 星 细胞激 活 , 至今 尚无明确 的研究 结果 。研究 显示 , 一氧化 氮( NO ) / 肝细胞生长 因子 ( HG F ) / 肝 细胞 生 长 因子 受 体 ( c - ME T ) 信号 通路 对肌 卫星 细胞 的激 活起 着关 键作 用 。 骨骼肌在受 到刺激后 可通过相应 机制增加一 氧化氮合 酶 ( NO S ) 数量或活性 , 然 后合成 并释 放 N O, 成 为卫 星细 胞 激活的起 始信 号 ; N O介导 HG F及 c - ME T在卫星细胞的 共 同定位作 用[ 2 ; HG F一方 面 与其 受体 c - E T结合 , M 引 发磷脂 酰 肌 醇 3 一 激酶 ( P BK) 和 丝 裂 原 活 化 蛋 白激 酶 ( MA P K)等相关基 因转 录和 细胞分 裂 的多 个信号通 路 , 另一方面下调保持肌卫 星细胞静 息状态 的肌 肉生长抑 制 素( my o s t a t i n ) 水平 , 从而激活肌卫星细胞l 3 ] 。
骨骼肌卫星细胞
体外模仿卫星细 胞的微环境,培 养能够保持再生 潜能的卫星细胞
在不久的将来, 通过卫星细胞移 植治愈肌肉衰减 症,让萎缩的肌 肉恢复青春
神话传说中有“不老泉”,我们 可以积极追求尚未发现的外源性或 内源性的“青春因子”
谢谢!请大家批评指正
卫星细胞
70-90年代,研究主要集 中在体外培养和活体的细 胞跟踪证明卫星细胞在体 内外都有向生肌分化和自 我更新能力
2012年研究发现Hippo通 路中的转录因子Yap在决 定卫星细胞的分化和增殖
命运中起重要作用
2007年Thomas对卫星 细胞的起源、激活、 自我更新、增殖分化 及运用做了深入的探 讨
2014年《Science》评选的十大科学突破之一
来自年轻小鼠的血液中的一个 叫做GDF11的因子—能够让老年 小鼠的肌肉和大脑“返老还童”
Rejuvenation of muscle stem cells by heterochronic pals of GDF11 are reduced in aged mice
50岁之后,肌肉质量每年减少1%到2%,肌力每年 减少约1.5%;60岁之后肌力每年减少约3%
60-70岁人群中肌肉衰减的发病率为5%-13%,80岁 以上人群可达11%-50%
骨骼肌卫星细胞:主要的骨骼肌干细胞
骨骼肌生长、发育、损伤和修复主要依赖于卫星细胞的激活、 增殖和分化
二、研究进展
文献阅读
目录
研究背景 研究进展
展望
一、研究背景
老龄化相关概念
老年人(elderly )
国际----65岁及以上的人 中国----60岁及以上的人
老龄化社会
一个国家60岁以上老年人达到总人 数的10%,或65岁以上老年人达到 总人口的7%
骨骼肌卫星细胞体外培养及鉴定方法进展
骨骼肌卫 星细胞是骨骼肌 中具有增殖分化潜 能的干细胞 , 耗材少 , 成本低 , 培养 的细胞较易存活 , 但是此方法不可避免 的 混有成纤维细胞样 细胞 、 红 细胞 、 骨骼肌 细胞 和血管平滑肌 细
它是在 1 9 6 1 年由M u a o r 首 次从 青 蛙骨 骼肌 纤维 中分 离 出来 的。肌组织作为人体 的最大组织 , 同其他组织相 比具有来源丰 富, 取材方便 的优势。大量研 究证 实卫 星细胞对骨骼肌受创伤 后肌纤维的再生和修 复起着重要作用 , 并且 在治疗心血管疾病 中有广阔的临床前景 。但 是骨骼 肌细胞 中卫 星细胞所 占的比 例较少 , 为1 %一 5 %, 因此 在体外 如何获 得足 够数 量 , 并 将高
足量 的卫 星细胞提供 了保 障。
1 . 2 分 离方 法 包 括 骨 骼 肌 卫 星 细 胞 的 释 放 和 纯 化 。卫 星 细
胞 位于肌纤维 和基底膜之 间 , 细胞连接 紧密 , 可 抵抗一般 消化 酶的作 用。在实 验 中 以前 常 规 的方 法 是先 用一 定浓 度 的 I、 Ⅱ、 Ⅳ型胶原酶 消化 , 然 后再用 一定浓 度 的胰 蛋 白酶 或链 蛋 白 酶消化 , 称为逐步消化法 , 如今常用 的方法如下。 1 . 2 . 1 肌束 分离法或称为 联合 酶消化法 : 无菌条件下 取肌 肉
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骨骼肌卫星细胞的研究进展
2017年(第7卷)第04期运动人体科学1 肌卫星细胞概述1.1 肌卫星细胞的发现肌卫星细胞是在1961年由M a u r o 发现,肌卫星细胞(Skeletalsatellite cell,SSC)是一类分布于肌细胞基底膜与肌膜之间的成体干细胞,其位置与排列类似肌细胞的卫星,故称卫星细胞[1]。
肌卫星细胞是成年个体肌肉组织内留存的未分化的肌前体细胞(Muscle progenitor cell,MPC),位于肌纤维基底膜和基膜之间,具有增殖、分化等自我更新的潜能[2]。
在成年机体的骨骼肌中,肌卫星细胞含量较少,大约占比1%~4%。
1.2 肌卫星细胞的形态结构在静息状态下,SSC细胞质和细胞器也较少,核质比率较高;其细胞核比肌管细胞核小,其异染色质含量比肌细胞核高。
伴随年龄增长,SSC的丰度逐渐减少,SSC肌源性分化和自我更新的潜能仍保留,但更新能力随之降低[3]。
1.3 肌卫星细胞的特异性标记与鉴定骨骼肌特异性标记蛋白的表达可作为SSC的鉴定指标,认识分子标志是对各阶段肌细胞进行鉴定的依据。
高度糖基化I型跨膜蛋白(CD34)在造血干细胞、肌源细胞和SSC上均有表达,在分化程度越低的细胞中表达率越高;M钙调蛋白是肌卫星细胞增殖与融合的标志;Pax3是肌源细胞的标志物, Pax7在静息和活化的卫星细胞核内均有表达。
配对盒转录因子(Paired box gene 7,Pax7)属于Pax基因家族的第7组,是在进化上高度保守的发育调控基因,具有强有力的生肌性诱导能力,能够使干细胞定向转变为生肌性细胞,在骨骼肌发育和再生中起着至关重要的作用[4]。
成肌蛋白(Myo blast de-termination protein,MyoD)属于肌原性碱性螺旋环的转录因子,在肌肉发育和再生中的细胞分化和自我更新密切相关[5]。
通过观察Pax7在肌细胞中表达含量的变化,可以识别卫星细胞所处时期。
其变化规律为:卫星细胞在静息状态下Pax7 表达阳性、MyoD表达阴性;卫星细胞增殖时,Pax7和MyoD表达均为阳性;在分化和融合阶段,Pax7表达阴性、MyoD阳性[2]。
猪骨骼肌卫星细胞体外分离培养研究进展
中国畜牧兽医 2022,49(8):2931-2942C h i n aA n i ma lH u sb a n d r y &V e t e r i n a r y Me d i c i n e 猪骨骼肌卫星细胞体外分离培养研究进展喻宗岗1,马海明1,2(1.湖南农业大学动物科学技术学院,长沙410128;2.岭南现代农业科学与技术广东省实验室,广州510640)摘 要:猪骨骼肌是动物机体重要的运动组织及人类主要的肉食来源,也是研究肌肉生长发育和疾病的良好模型㊂猪出生后,骨骼肌的生长发育㊁损伤修复都需要肌卫星细胞的参与,体外分离培养猪骨骼肌卫星细胞是深入研究骨骼肌生长发育及疾病发生机理的基础,是在细胞水平进行分子功能验证的前提㊂随着肌肉发育和病理分子机制研究的不断深入,猪骨骼肌卫星细胞的体外分离培养技术也迅速发展起来㊂背最长肌㊁后腿肌和半腱肌常用于分离骨骼肌卫星细胞,1日龄猪背最长肌的分离效果最好㊂常用于分离骨骼肌卫星细胞的酶包括链酶蛋白酶㊁胶原酶㊁胰蛋白酶㊁胶原蛋白酶等,各酶及酶联合消化的时间不同,最优的过滤方式是200目+400目联合过滤,3次离心法可获得纯度较高的细胞㊂常使用的培养基为D M E M /F 12+10%胎牛血清(F B S )+1%青-链霉素(P /S )㊂骨骼肌肌卫星细胞常见标记物有配对盒基因3(P A X 3)㊁P A X 7㊁生肌决定因子5(M y f 5)㊁M y f 4㊁肌分化因子(M y o D )㊁肌细胞生成素(M y o G )等㊂作者通过对猪骨骼肌肌卫星细胞的分离㊁培养及鉴定等方面进行综述,梳理出各步骤中最佳参数,为建立规范猪骨骼肌卫星细胞分离程序提供参考,以期为肌肉发育和疾病研究提供理论及技术支持㊂关键词:猪;骨骼肌卫星细胞;分离;体外培养;酶消化法中图分类号:S 828文献标识码:AD o i :10.16431/j .c n k i .1671-7236.2022.08.009 开放科学(资源服务)标识码(O S I D ):收稿日期:2022-03-27基金项目:岭南现代农业实验室科研项目(N T 2021005);宁乡花猪基础研究(5026401-0315069)联系方式:喻宗岗,E -m a i l :s t u d y 236@163.c o m ㊂通信作者马海明,E -m a i l :m a h a i m i n g2000@163.c o m R e s e a r c hP r o gr e s s o n I s o l a t i o n a n dC u l t u r e o f P o r c i n e S k e l e t a lM u s c l e S a t el l i t e C e l l s i n v i t r o Y UZ o n g g a n g 1,MA H a i m i n g1,2(1.C o l l e g e o f A n i m a lS c i e n c e a n dT e c h n o l o g y ,H u n a nA g r i c u l t u r a lU n i v e r s i t y ,C h a n g s h a 410128,C h i n a ;2.G u a n g d o n g L a b o r a t o r y o f L i n g n a nM o d e r n A g r i c u l t u r a l S c i e n c e a n dT e c h n o l o g y ,G u a n gz h o u 510640,C h i n a )A b s t r a c t :P o r c i n e s k e l e t a lm u s c l e i s a n i m p o r t a n tm o v e m e n t o r g a n i z a t i o n o f a n i m a l b o d y,t h em a i n m e a ts o u r c eo fh u m a nb e i n gs ,a n da g o o d m o d e l f o rm u s c l e g r o w t ha n dd i s e a s er e s e a r c h .A f t e r b i r t h ,p i g n e e d st h e p a r t i c i p a t i o n o f m u s c l es a t e l l i t ec e l l si nt h e g r o w t ha n d d e v e l o pm e n to f s k e l e t a lm u s c l e ,a n dt h ed a m a g er e pa i r .I s o l a t i o na n dc u l t u r eo f p o r c i n es k e l e t a lm u s c l es a t e l l i t e c e l l s i n v i t r o i s t h eb a s i s f o r i n -d e p t h s t u d y o n t h e g r o w t h a n d d e v e l o pm e n t o f s k e l e t a lm u s c l e a n d t h e p a t h o ge n e s i so fd i s e a s e s ,a n dt h e p r e m i s ef o r m o l e c u l a r f u n c t i o nv e r i f i c a t i o na t t h ec e l l u l a r l e v e l .W i t ht h ed e e p e n i ng o fth er e s e a r c h o n m u s c l ed e v e l o p m e n ta n d p a t h o l o gi c a l m o l e c u l a r m e c h a n i s m ,t h e t e c h n o l o g y of i s o l a t i o na n dc u l t u r eo f s a t e l l i t e c e l l so f p o r c i n e s k e l e t a lm u s c l e i n v i t r o h a sd e v e l o p e dr a p i d l y .T h el o ng i s s i m u sd o r s im u s c l e ,hi n dl e g m u s c l ea n ds e m i t e n d i n o s u s m u s c l e a r ec o m m o n l y u s e dt oi s o l a t es k e l e t a lm u s c l es a t e l l i t ec e l l s ,a n dt h el o n gi s s i m u sd o r s i m u s c l eo f1-d a y -o l d p i g l e t sh a v et h eb e s ti s o l a t i o ne f f e c t .E n z y m e sc o m m o n l y us e dt oi s o l a t e s k e l e t a lm u s c l e s a t e l l i t e c e l l s i n c l u d e p r o n a s e ,c o l l a g e n a s e ,t r y p s i n ,c o l l a g e n a s e ,e t c .,a n d t h e t i m e o f d i g e s t i o no fe a c he n z ym ea n di t sc o m b i n a t i o ni sd i f f e r e n t .T h eb e s t f i l t r a t i o n m e t h o di s200m e s h +400m e s hc o m b i n e df i l t r a t i o n ,a n d h i g h p u r i t y c e l l sc a n b eo b t a i n e d b y th r e et i m e s c e n t r i f u ga t i o n .T h eu s u a l m e d i u m i s D M E M /F 12+10%f e t a lb o v i n e s e r u m (F B S )+1%中国畜牧兽医49卷p e n i c i l l i n-s t r e p t o m y c i n(P/S).C o m m o n m a r k e r so f s k e l e t a lm u s c l es a t e l l i t ec e l l s i n c l u d e p a i r i n g b o x g e n e3(P A X3),P A X7,M y o-g e n i cd e t e r m i n a n t5(M y f5),M y f4,M y o-d i f f e r e n t i a t i o nf a c t o r (M y o D),m y o g e n i n(M y o G)a n ds oo n.I nt h i s p a p e r,t h e i s o l a t i o n,c u l t u r ea n d i d e n t i f i c a t i o no f m u s c l e s a t e l l i t e c e l l so f p o r c i n es k e l e t a lm u s c l ew e r er e v i e w e d,a n dt h eb e s t p a r a m e t e r s i ne a c h s t e p w e r es o r t e do u t,w h i c h p r o v i d e dr e f e r e n c e sf o re s t a b l i s h i n g as t a n d a r d i z e d p r o c e d u r ef o r i s o l a t i n gp o r c i n es k e l e t a l m u s c l es a t e l l i t ec e l l s,i n o r d e rt o p r o v i d et h e o r e t i c a la n dt e c h n i c a l s u p p o r t f o rm u s c l e d e v e l o p m e n t a n dd i s e a s e r e s e a r c h.K e y w o r d s:p i g s;m u s c l e s a t e l l i t e c e l l s;i s o l a t i o n;i n v i t r o c u l t u r e;e n z y m e d i g e s t i o nm e t h o d猪的解剖结构和生理特征与人相似,因此可以作为人类疾病研究的模型[1]㊂为比较病理模型的优劣,研究发现,猪假性肥大肌营养不良症(d u c h e n n e m u s c u l a r d y s t r o p h y,D M D)模型的病理状态比鼠模型中更接近于人[2-3]㊂因此,猪肌肉疾病模型比小鼠模型更有优势㊂骨骼肌卫星细胞在出生后机体骨骼肌发育㊁维持和再生等生命活动中都发挥着重要的作用[4]㊂骨骼肌卫星细胞不仅是肌纤维细胞核的来源,而且能促进纤维的肥大[5-6]㊂被激活的骨骼肌卫星细胞可以诱导肌细胞增殖㊁分化,并促使肌细胞与肌纤维融合[7]㊂骨骼肌卫星细胞不仅有增殖分化的潜能,而且可被招募参与骨骼肌运动[8],在肌纤维损伤修复和再生过程中发挥重要作用[9-10]㊂因此,骨骼肌卫星细胞也可以作为肌肉生长发育的良好体外研究模型[11]㊂骨骼肌卫星细胞最早由M a u r o[12]于1961年在青蛙腿肌上分离获得,它位于肌纤维质膜和基底膜之间[13],主要分布于慢肌纤维中[14]㊂之后陆续建立了细胞自然贴壁培养法㊁荧光激活细胞分选法和磁珠激活分选法等方法㊂自然贴壁法耗时㊁低效,荧光激活分选法依赖昂贵的仪器,磁珠法获得的细胞活力低[15]㊂通过添加酶可以适当缩短分离时间,并获得高纯度㊁高活力的细胞,但是目前酶消化法仍存在酶使用种类㊁剂量㊁消化时间不统一,离心过滤时离心力和滤径大小不一㊁离心过滤次数不一致等问题㊂作者通过对分离骨骼肌卫星细胞的取材㊁消化㊁过滤㊁离心㊁体外培养㊁鉴定等基本步骤进行综述,期望为体外获得高纯度㊁高活力的猪骨骼肌卫星细胞,建立规范有效的分离方法提供参考㊂1骨骼肌卫星细胞分离1.1取材1.1.1取材部位骨骼肌卫星细胞分离有直接分离法和肌纤维分离法2种㊂D o u m i t等[16]于1992年利用直接分离法首次从4~8周龄猪的半膜肌中分离出肌源卫星细胞;B e k o f f等[17]于1997年利用肌纤维分离法在小鼠骨骼肌中分离获得肌源卫星细胞㊂W i l s c h u t等[18]于2010年建立猪单纤维分离法,自此陆续从岗上肌[19]㊁趾长伸肌[20]㊁三角肌群[21]㊁背最长肌[22-24]㊁半腱肌㊁半膜肌[24-25]㊁股二头肌[26-27]㊁腓肠肌[28]㊁三头肌[29]㊁后腿肌㊁菱形肌[11,30]㊁第三腓骨肌[28]㊁胫骨前肌[4]等肌肉组织中分离出了猪骨骼肌卫星细胞(图1A)㊂因背最长肌相较四肢的小肌群更大,取材最容易,常被用于分离骨骼肌卫星细胞㊂1.1.2取材时期分离猪骨骼肌卫星细胞的材料可取自胎儿期至幼龄期,如60胚龄[31-32]㊁1日龄[4,33]㊁3日龄[19,27]㊁4日龄[26,28]㊁5日龄[24]㊁7日龄[34]㊁4~6周龄[23]㊁1月龄[19]㊁2月龄[35]㊁5月龄[36]和25周龄[34](图1B)㊂其中最常用的是出生后1日龄猪,并且1~7日龄猪占到85%以上,最大日龄为25周龄㊂猪日龄越大肌肉的体积越大,取材相对越容易,然而,随着时间的延长肌肉中骨骼肌卫星细胞的数量越少,其增殖分化潜能也会越低,因此要获得足够数量且分化潜能高的骨骼肌卫星细胞应取材于1日龄猪背最长肌㊂另外,即使取自同时期的同一部位,不同品种骨骼肌卫星细胞的增殖能力也存在差别[37],如中国大蒲莲猪骨骼肌卫星细胞的增殖能力高于长白猪[7]㊂1.2消化根据分离猪骨骼肌卫星细胞使用酶的种类,将分离方法分为单酶消化法和多酶消化法,单酶有链酶蛋白酶[38-39]㊁胶原酶D[34]㊁蛋白酶[24,27,40-41]㊁蛋白酶ⅩⅣ[31,42]㊁胰蛋白酶[25,43-44]㊁Ⅰ型胶原蛋白酶[45-52]㊁Ⅱ型胶原蛋白酶[7,29,53-63](图2)㊂Ⅱ型胶原蛋白酶是最常用的酶,不同的酶有最佳的使用方法㊂Ⅱ型胶原蛋白酶能有效消化肌肉组织中的结缔组织,用0.2%Ⅱ型胶原蛋白酶消化2h最佳(图3A㊁3D)㊂Ⅰ型胶原蛋白酶最佳使用方法是0.2%消化1~2h(图3B㊁3E)㊂蛋白酶使用量有4种规格(图3C),最佳消化时间是1h(图3F)㊂23928期喻宗岗等:猪骨骼肌卫星细胞体外分离培养研究进展联合使用2种酶的方法有胶原酶+Ⅹ型胰蛋白酶[19]㊁Ⅰ型胶原酶+胰蛋白酶[4,23,64-65]㊁Ⅱ型胶原酶+胰蛋白酶[66]㊁蛋白酶+Ⅺ型胶原蛋白酶[67-68](图2),其中,0.1%~0.2%Ⅰ型胶原酶+0.25%胰蛋白酶应用最多,也有联合使用胰蛋白酶+胶原酶+D N A 酶3种酶分离骨骼肌卫星细胞的[11,24]㊂罗桂芬等[21]比较了链霉蛋白酶㊁胰酶及胶原酶消化法的分离效果,发现链酶蛋白酶消化法与其他酶消化法相比,可获得数量最多的骨骼肌卫星细胞,但细胞活力没有差异㊂因为不同的酶作用于不同的底物,胶原蛋白酶主要作用于肌束,链酶蛋白酶和胰蛋白酶作用于基底膜和肌膜,促使骨骼肌卫星细胞的释放[69]㊂联合使用多种酶消化肌肉组织中的异质物,虽然能有效去除杂质,但是延长了消化时间㊂1日龄猪肌肉组织中含有最多的是结缔组织,因此使用Ⅱ型胶原蛋白酶是最有效的分离方法㊂p60d ,60胚龄;d ,出生后天数;w ,出生后周龄;m o n ,出生后月龄p 60d ,60e m b r y o a g e ;d ,D a y s a f t e r b i r t h ;w ,W e e k s a f t e r b i r t h ;m o n ,M o n t h s a f t e r b i r t h 图1 肌肉组织取样部位(A )和时期(B )及其使用百分率F i g .1 S a m p l i n g s i t e (A )a n d p e r i o d (B )o fm u s c l e t i s s u e s a n d t h e i r p e r c e n t a g e o f u se 图2 消化酶及其使用百分率F i g .2 D i g e s t i v e e n z y m e s a n d t h e i r p e r c e n t a ge of u s e 1.3 过滤和离心骨骼肌中包含血管㊁神经等结缔组织(图4),分离肌卫星细胞时需要过滤和离心除去结缔组织以获得高纯度的细胞㊂分离猪骨骼肌卫星细胞有不过滤㊁过滤1次和过滤多次3种方式(图5A )㊂1次过滤有20μm [19,26]㊁40μm [35,41,68]㊁70μm [4]㊁100μm [27,70]㊁100目[70]和300m m [46]等多种滤径参数(图5B )㊂2次过滤有100μm+40μm [34,67,71]㊁100μm+70μm [11,30,57]㊁200目+400目[55-56,59,66]㊁200m m +50m m [53,60,62]㊁200μm +70μm [45]㊁70μm+40μm [31,42]㊁76μm+37μm [72]㊁500μm+53μm [38]7种(图5C ),其中200目+400目在2次过滤中应用最广泛㊂3次过滤有100μm+70μm+40μm [29,48,58,61,64]和100目+200目+400目[73]2种;其中100μm+70μm+40μm 是3次过滤的最佳方式(图5C )㊂1次过滤虽然省时,但可能因过滤不足得到的细胞不纯;3次过滤不仅延长了时间,还可能因过度过滤损伤细胞而降低细胞活力㊂因此,最优的过滤方式是200目+400目2次过滤法㊂普通离心和密度梯度离心是骨骼肌卫星细胞常见的2种分离方式㊂普通离心有1次离心和多次离心2种,多次离心有多次单一离心力和多次不同离心力2种㊂300ˑg 离心5mi n (2次)[35]比1000r /m i n 离心10m i n 然后1000r /m i n 离心5m i n [47](图5D )时间短,相同分离效果下更为简便㊂多次不同离心力中(图5E ),2000r /m i n 离心5m i n 后1000r /m i n 离心10m i n [74]比300ˑg 离心6m i n 后800ˑg 再离心10m i n [39]用时少,故而更简捷㊂在用时上,3次离心中,1500ˑg 离心10m i n ㊁800ˑg 离心10m i n㊁800ˑg 离心5m i n 比100ˑg 离心5m i n ㊁1000ˑg离心5m i n (2次)[34]用时长,比1200ˑg 离心15m i n ㊁300ˑg 离心5m i n ㊁1200g 离心15m i n [27]用时短,但是先高离心力能有效去除大块碎屑,再低离心力去除细微杂质,还不至损伤细胞,造成细胞活3392中 国 畜 牧 兽 医49卷力下降,是最好的3次离心法㊂P e r c o l l 密度梯度离心有3种70%㊁50%㊁40%[26,43],70%㊁50%㊁40%㊁25%[26,44]和60%㊁20%[11,30](图5F ),其中60%㊁20%密度梯度离心法因为成分较其他2种更简单,因此最简便㊂1次和2次离心虽能去除大部分被消化的结缔组织,但是仍有残留,所获的细胞不纯,因此,要有效去除杂质,3次离心法是最佳选择㊂A ㊁D ,分别为Ⅱ型胶原蛋白酶的使用浓度和消化时间使用百分率;B ㊁E ,分别为Ⅰ型胶原蛋白酶的使用浓度和消化时间使用百分率;C ㊁F ,分别为蛋白酶的使用浓度和消化时间使用百分率Aa n dD ,T h ec o n c e n t r a t i o no ft y p e Ⅱc o l l a g e n a s ea n dt h e p e r c e n t a g eo fd i g e s t i o nt i m er e s p e c t i v e l y ;Ba n d E ,T h eu s a g e p e r c e n t a g e o f c o n c e n t r a t i o na n dd i g e s t i o n t i m eo f t y p e Ⅰc o l l a g e n a s e ,r e s p e c t i v e l y ;Ca n dF ,T h eu s a g e p e r c e n t a g eo f p r o t e a s e c o n c e n t r a t i o na n dd i g e s t i o n t i m e ,r e s p e c t i v e l y 图3 3种常用单酶使用条件F i g .3 A p p l i c a t i o n c o n d i t i o n s o f t h r e e c o m m o n s i n g l e e n z ym es 图4 骨骼肌结构模式图[33]F i g .4 S k e l e t a lm u s c l e s t r u c t u r em o d e l d i a gr a m [33]43928期喻宗岗等:猪骨骼肌卫星细胞体外分离培养研究进展A ,过滤次数使用百分率;B ,1次过滤使用百分率;C ,多次过滤使用百分率;D ,1次离心使用百分率;E ,多次离心使用百分率;F ,密度梯度离心使用百分率A ,T h e p e r c e n t a g e o f f i l t e r i n g t i m e s ;B ,T h e p e r c e n t a g e o f s i n g l e f i l t r a t i o n ;C ,T h e u s a g e p e r c e n t a g e o fm u l t i pl e f i l t r a t i o n ;D ,T h e p e r c e n t a g eo fs i n g l ec e n t r i f u g a t i o n ;E ,T h e p e r c e n t a g eo f m u l t i p l ec e n t r i f u g a lu s e ;F ,T h e p e r c e n t a g eo fd e n s i t y g r a d i e n t c e n t r i f u ga t i o n 图5 过滤和离心程序及其使用百分率F i g .5 F i l t r a t i o na n d c e n t r i f u g a t i o n p r o c e d u r e s a n d t h e i r p e r c e n t a ge of u s e 2 骨骼肌卫星细胞培养根据分离目标分为成肌细胞㊁骨骼肌卫星细胞分离法和单纤维分离法㊂常用成肌细胞㊁骨骼肌卫星细胞分离法来获得原代细胞㊂有研究比较了单核成肌细胞分离法和单纤维分离法获得骨骼肌卫星细胞的优劣,结果发现单核成肌细胞分离法无法得到同质性高的成肌细胞,且其中的肌卫星细胞数量少,再生能力差;单纤维分离法得到的卫星细胞细胞增殖能力更强,且可以了解骨骼肌卫星细胞初始位置和迁移转化等过程[20]㊂也有通过共培养骨骼肌卫星细胞和基质血管细胞来获得骨骼肌卫星细胞的方法[75]㊂离心后的细胞中含有成肌细胞和骨骼肌卫星细胞,为获得单一的骨骼肌卫星细胞还需进一步分离纯化㊂成肌纤维细胞贴壁早于肌卫星细胞,利用差速贴壁的特性,即可以获得成肌细胞和肌卫星细胞[75-76]㊂体外培养猪肌卫星细胞的培养液包含基础培养基㊁血清㊁抗生素和其他添加物等多种物质㊂对46篇文献的培养液分析归纳获得如下结果㊂猪肌卫星细胞的培养基有6种,使用频次最高的是D M E M /F 12(图6A )㊂血清因其中含有细胞生长必需的成分常被添加在培养基中,常见的添加方式有添加1种血清和添加2种血清㊂添加10%胎牛血清(F B S )比添加20%F B S 更经济㊂10%F B S+10%马血清(H S )和10%F B S +10%猪血清(P S )使用较少(图6B )㊂为防止外源微生物的污染,常在培养基中添加抗生素㊂在46篇研究中只有7篇未添加抗生素,抗生素使用率达到84%以上(图6C )㊂在添加抗生素的报道中,1%青-链霉素(P /S )是必需成分,也有同时添加了青-链霉素和两性菌素[11,26,28-30,43,47,49],还有同时添加了青-链霉素㊁两性菌素和庆大霉素[44]㊂在培养液中添加谷氨酰胺和谷氨酰胺丙氨酸二肽可提高细胞的活性㊁促进细胞生长㊂部分还添加了基础成肌纤维细胞生长因子(b F G F )㊁鸡胚提取物(C E E )㊁氨基酸(A A )㊁4-羟乙基哌嗪乙磺酸(H E P E S )和表皮生长因子(E G F )等物质(图6D~6H ),其中b F G F ㊁C E E 和E G F 可提高细胞的贴壁率,A A 为细胞生长提供营养,5392中 国 畜 牧 兽 医49卷H E P E S 保证细胞生长的缓冲能力㊂在培养液中添加胞外基质(如明胶㊁鼠尾胶原㊁多聚赖氨酸㊁层黏连蛋白和纤维黏连蛋白)可有效提高细胞的贴壁率[77]㊂对于没有损伤的细胞,有自然贴壁的能力,不用添加促贴壁的物质,增加添加物后细胞渗透压和缓冲力会改变还需要添加缓冲液,因此,D M E M/F 12+10%F B S +1%P /S 是猪骨骼肌卫星细胞培养的最佳培养液㊂①A ,基础培养基使用百分率;B ,血清使用百分率;C ,抗生素使用百分率;D ,谷氨酰胺使用百分率;E ,基础纤维生长因子使用百分率;F ,鸡胚提取物使用百分率;G ,氨基酸使用百分率;H ,其他添加物的使用百分率㊂②D M E M ,杜氏改良伊戈尔培养基;F B S ,胎牛血清;H S ,马血清;P S ,猪血清;F C S ,小牛血清;P S ,青-链霉素;A m p ,两性菌素;G TM ,庆大霉素;b F G F ,基础成肌纤维细胞生长因子;C E E ,鸡胚提取物;N E A A ,非必需氨基酸;A A ,氨基酸;H E P E S ,4-羟乙基哌嗪乙磺酸;E G F ,表皮生长因子;N o n e ,在46篇文献中未使用该物质①A ,T h eu s e d p e r c e n t a g e o f b a s i cm e d i u m ;B ,T h e u s e d p e r c e n t a g e o f s e r u m ;C ,T h e u s e d p e r c e n t a ge of a n t i b i o t i c s ;D ,T h e u s e d p e r c e n t ag eo f g l u t a m i n e ;E ,Th eu s e d p e r c e n t a g e o f b a si c f i b e r g r o w t h f a c t o r ;F ,T h e u s e d p e r c e n t a g e o f c h i c k e n e m b r yo e x t r a c t ;G ,T h eu s e d p e r c e n t a g eo fa m i n oa c i d s ;H ,T h eu s e d p e r c e n t a g eo fo t h e ra d d i t i v e s .②D M E M ,D u l b e c c o s m o d i f i e dE a g l e s m e d i u m ;F B S ,f e t a lb o v i n es e r u m ;H S ,H o r s es e r u m ;P S ,P o r c i n es e r u m ;F C S ,F e t a l c a l fs e r u m ;P /S ,P e n i c i l l i n -s t r e p t o m yc i n ;A m p ,A m p h o t e r i c i n ;G TM ,G e n t a m i c i n ;b F G F ,B a s i c f i b r o b l a s t g r o w t h f a c t o r ;C E E ,C h i c k e n e m b r y o e x t r a c t ;N E A A ,N o n e s s e n t i a l a m i n oa c id ;A A ,A m i n oa c i d ;H E P E S ,4-h y d r o x ye t h y l p i p e r a z i n ee t h a n e s u lf o n i ca c i d ;E G F ,E p i d e r m a lg r o w th f a c t o r ;N o n e ,T h e s u b s t a n c ew a sn o t u s e di n46l i t e r a t u r e s 图6 培养液各组分及其使用百分率F i g .6 C o m p o n e n t s o f c u l t u r em e d i u ma n d t h e i r p e r c e n t a ge of u s e 63928期喻宗岗等:猪骨骼肌卫星细胞体外分离培养研究进展3骨骼肌卫星细胞的鉴定骨骼肌卫星细胞是多潜能干细胞,可以分化为成肌细胞和成脂细胞,因此可以使用成肌或成脂标志物来鉴定㊂根据标志基因在细胞中的位置可分为核标记㊁转录因子标记和细胞表面膜蛋白标记[78]㊂常见的核标记有配对盒基因3(P A X3)㊁P A X7;转录因子标记有生肌调节因子5(M y f5)㊁M y f4㊁肌分化因子(M y o D)㊁肌细胞生成素(M y o G)等,表面膜蛋白主要有m-钙黏蛋白㊁α7-和β1-整合素㊁c-M e t㊁C-X-C趋化因子受体4型(C X C R4)㊁多配体蛋白聚糖-3和多配体蛋白聚糖-4㊁降钙素受体㊁颅脑损伤蛋白-1㊁C D34㊁血管细胞黏附分子-1 (V C AM1)和神经细胞黏附分子-1(N C AM1)[79-80]㊂肌卫星细胞标志基因有P A X7[7,43,47,53,56,60,63,66,81-83]和M y f5[27,40,67,84],成脂标志基因有脂蛋白脂酶(L P L)㊁过氧化物酶体增殖物激活受体(P P A Rγ)㊁脂肪细胞和定向分化因子1(A D D1)和固醇调节元件结合蛋白-1(S R E B P-1)[67],成肌标志基因有P A X7[27,28,34]㊁M y o D㊁M y o D1[4,26-28,67,85]㊁M y o G[26,28,85]㊁M y f5[27,28,33,34]㊁肌球蛋白重链(MH C)[24]和结蛋白(D e s m i n)[4,24,28,30,55]㊂P A X7是鉴定骨骼肌卫星细胞的最佳因子㊂免疫荧光(I F)㊁实时荧光定量P C R(q P C R)㊁流式细胞分析(F C)和免疫组化(I H C)是常用的鉴定方法(图7)㊂不同的鉴定因子因其表达的部位和鉴定的简便及有效性的不同而有所侧重㊂D e s m i n使用I H C法鉴定最为有效(图8A),M y f5用I F法鉴定效果最好(图8B)㊂M y o D的鉴定方式中q P C R 法相较I F法更为方便㊁经济,因此被广泛使用(图8C)㊂P A X7使用I F法鉴定最有效(图8D)㊂成脂细胞标志基因常用P C R法来鉴定,还可以使用油红O染色法来鉴定[51]㊂相较于D e s m i n㊁M y f5和M y o D,P A X7在卫星干细胞㊁卫星细胞和成肌细胞上均有表达(图9),因此是最佳的鉴定因子㊂图7鉴定方法及其使用百分率F i g.7I d e n t i f i c a t i o nm e t h o d s a n d t h e i r p e r c e n t a g e o f u se图8标记因子的鉴定方法及其使用百分率F i g.8I d e n t i f i c a t i o nm e t h o da n da p p l i c a t i o n p e r c e n t a g e o fm a r k e r f a c t o r s7392中 国 畜 牧 兽 医49卷图9 参与调控肌卫星细胞生长变化过程的标记因子[33]F i g .9 M a r k e r f a c t o r s i n v o l v e d i n r e g u l a t i n g t h e g r o w t ha n d c h a n ge s o fm u s c l e s a t e l l i t e c e l l s [33]4 小 结猪骨骼肌卫星细胞可以从不同时期的多种肌肉中分离,且各时期分离细胞的数量和增殖能力不同,部位决定着取材的便捷性,因此,常用1日龄猪的背最长肌分离猪骨骼肌卫星细胞㊂酶消化涉及到用酶种类及各酶使用方法,酶种类的增加可以有效去除肌肉中的杂质,但延长了消化时间,很可能因过度消化损伤细胞膜,降低细胞活力,所以使用单酶是比较保险的选择㊂0.2%Ⅱ型胶原蛋白酶37ħ消化2h 是最有效的消化方式㊂消化后的肌肉组织是细胞和异质碎屑的混合物,需要通过过滤和离心去除组织碎屑,获得纯细胞㊂单次过滤㊁单次离心难以有效去除杂质,多次过滤㊁离心可能会损伤细胞膜降低细胞活力,因此2次过滤加3次离心是最佳选择,即400目+200目过滤,1500ˑg 离心10m i n㊁800ˑg 离心10m i n ㊁800ˑg 离心5m i n 是最佳组合㊂过滤离心后的细胞还包含成肌细胞,因此需进一步培养纯化获得单一的骨骼肌卫星细胞㊂成肌细胞在培养液中正常生长后会较早贴壁,因此可取贴壁后的上清继续培养来获得骨骼肌卫星细胞㊂培养液对细胞的正常生长至关重要,原代细胞在离体环境中需要充足的营养和无菌环境,D M E M /F 12+10%F B S +1%P /S 是细胞培养的常见培养液㊂骨骼肌卫星细胞可通过核标志㊁转录标志和膜表面标志等标志基因或卫星细胞标记㊁成肌细胞标记和成脂细胞标记因子来鉴定,P A X 7基因广泛表达于肌卫星细胞和成肌细胞,因此是最佳的鉴定基因㊂尽管q P C R ㊁F C ㊁I F 和I H C 等方法均可用来鉴定,但I F 法更为直观和准确,因此广泛被使用㊂为获得纯度㊁活力和分化潜能更高的猪骨骼肌卫星细胞,还需要规范和优化取材㊁消化㊁过滤㊁离心㊁培养和鉴定等步骤,建立简便有效的体外分离培养程序㊂随着新的鉴定方法的出现和新技术的普及,猪骨骼肌卫星细胞的分离培养也将更加高效便捷㊂参考文献(R e f e r e n c e s):[1] G R O E N E N M A ,A R C H I B A L D A L ,U E N I S H IH ,e ta l .A n a l y s e sof p i gg e n o m e s p r o v i d ei n s i gh ti n t o p o r c i n ed e m o g r a p h y an de v o l u t i o n [J ].N a t u r e ,2012,491(7424):393-398.[2] N A K AMU R A A ,T A K E D AS .M a m m a l i a nm o d e l so fd u c he n n em u s c u l a rd y s t r o p h y:P a t h o l o gi c 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r l a n d s ),2014,36(2):545-547.[6] F A R U PJ ,R A H B E K S K ,R I I SS ,e t a l .I n f l u e n c eo fe x e r c i s ec o n t r a c t i o nm o d ea n dpr o t e i n s u p p l e m e n t a t i o n o n h u m a ns k e l e t a l m u s c l es a t e l l i t e c e l l c o n t e n ta n d m u s c l ef i b e r g r o w t h [J ].J o u r n a l o f A p p l i e dP h y s i o l o g y ,2014,117(8):898-909.[7] Z HA O X ,Z HU R ,WA N G Y ,e ta l .D i f f e r e n t i a t i o np r o l i f e r a t i v e c a p a c i t y of s k e l e t a lm u s c l es a t e l l i t ec e l l s f r o m D a p u l i a na n dL a n d r a c e p ig s [J ].I t a l i a nJ o u r n a l o f A n i m a lS c i e n c e ,2020,19(1):574-585.[8] HAWK E T ,G A R R Y D .M y o ge n i c s a t e l l i t e c e l l s :P h y s i o l o g y t o m o l e c u l a r b i o l o g y [J ].J o u r n a l o f83928期喻宗岗等:猪骨骼肌卫星细胞体外分离培养研究进展A p p l i e dP h y s i o l o g y,2001,91(2):534-551.[9] M C C A R T H Y JJ,M U L A J,M I Y A Z A K I M,e ta l.E f f e c t i v ef i b 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骨骼肌干细胞研究进展
骨骼肌干细胞研究进展李青雨(许昌学院城市与环境学院,河南许昌461000)摘要:骨骼肌干细胞具有一般干细胞的特点,可以自我更新、繁殖产生更多的干细胞,同时也可以分化成各种各样的具有特定功能的细胞,可作为多种组织工程的种子细胞,有非常重要的研究和应用价值。
对骨骼肌干细胞在诱导分化方面的进展进行了阐述,以期能为骨骼肌干细胞的进一步研究提供理论基础。
关键词:种子细胞;细胞分化;骨骼肌干细胞中图分类号:R329.28文献标识码:A文章顺序编号:1672-5190(2010)10-0095-02Recent Development of Skeletal Muscle Stem CellsLI Qing-yu(College of City and Environment,Xuchang University,Xuchang 461000,China )Abstract :Skeletal muscle stem cell has the characteristics of the general stem cells.It is a kind of cells which can be updated andreproduced by themselves,and it can differentiate into various cells with specific functions.Thus it can be used as seed cells in tissue engineering and has important and available value.This article reports the recent development in induced differentiation of skeletal muscle stem cells in order to offer a theoretical basis for further study on skeletal muscle stem cells.Key words :seed cells;cell differentiation;skeletal muscle stem cells 目前的研究表明,在骨骼肌中存在一群比较原始的干细胞,这些骨骼肌源干细胞(muscle-derived stem cells ,MDSCs )具有一般干细胞的特点,可以自我更新、繁殖产生更多的干细胞,同时也可以分化成各种各样的具有特定功能的细胞,既可以向成肌细胞方向分化,也可向成骨细胞方向分化,还可以分化为血细胞、神经细胞,等等。
肌肉卫星细胞的研究进展
肌肉卫星细胞的研究进展
汪茜;蒲传强
【期刊名称】《武警医学》
【年(卷),期】2007(18)5
【摘要】干细胞研究仍然是当今医学的热点问题,尤其是肌肉干细胞因直接参与分化骨骼肌而备受世人关注。
胚胎和成人体内都存在肌肉干细胞。
在成人体内存在两类具有干细胞样特性的细胞:一类称为卫星细胞(Satellite cells,SC),也叫成肌祖细胞(Myogenic progenitor cell,MPE);另一类称为肌源干细胞(Muslce derived stem cell,MDSC),也叫群旁细胞(Side populations,SP)。
后者在数量上远少于前者。
【总页数】3页(P381-383)
【作者】汪茜;蒲传强
【作者单位】解放军总医院神经内科,北京,100853;解放军总医院神经内科,北京,100853
【正文语种】中文
【中图分类】R746.9
【相关文献】
1.骨骼肌卫星细胞生物学特性及在肌肉损伤修复中的应用前景 [J], 元虹懿;袁子奥;支晓亮;张明海
2.电针对失神经骨骼肌萎缩大鼠胰岛素样生长因子1、肌肉生长抑制素及肌卫星细
胞增殖的影响 [J], 高睿琦;唐成林;曹净;郭全虎;张毅;田源;袁海洲
3.牛原代肌肉卫星细胞和前体脂肪细胞不同混合比例共培养细胞活性的比较 [J], 吴森
4.血清浓度对共培养条件下牛原代肌肉卫星细胞及前体脂肪细胞活性影响 [J], 吴森;孙永刚
5.运动激活骨骼肌卫星细胞:增龄性肌衰减症及肌肉损伤修复的运动预防和治疗 [J], 王震;蔺海旗;何霏;林文弢
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骨骼肌卫星细胞纯化及培养的实验研究
骨骼肌卫星细胞纯化及培养的实验研究陈从波;姚启盛;王卫民;王晓康;陈立新【期刊名称】《实用医学杂志》【年(卷),期】2006(22)7【摘要】目的:建立一种骨骼肌卫星细胞纯化及培养方法.方法:取成年雌性 SD大鼠前肢肱三头肌,用胶原酶和 Dispase进行消化,采用差速贴壁的方法纯化骨骼肌卫星细胞,用含 20%胎牛血清的 Hams-F10培养基进行培养,α-骨骼肌肌动蛋白(α-sarcometric actin)免疫细胞化学染色进行细胞鉴定.结果:成功地分离培养了成年大白鼠的骨骼肌卫星细胞.结论:采用差速贴壁的方法可以成功纯化骨骼肌卫星细胞,为将来自体肌卫星细胞移植治疗压力性尿失禁打下了基础.【总页数】3页(P760-762)【作者】陈从波;姚启盛;王卫民;王晓康;陈立新【作者单位】442000,湖北省十堰市,郧阳医学院附属太和医院泌尿外科;442000,湖北省十堰市,郧阳医学院附属太和医院泌尿外科;442000,湖北省十堰市,郧阳医学院生命科学研究所;442000,湖北省十堰市,郧阳医学院附属太和医院泌尿外科;442000,湖北省十堰市,郧阳医学院附属太和医院泌尿外科【正文语种】中文【中图分类】R68【相关文献】1.胎鼠骨骼肌卫星细胞的原代培养、纯化与鉴定 [J], 余慕雪;戴杰民;郭楚怡;卢珍通;杨佩军;庄思齐2.骨骼肌卫星细胞的培养及其在骨骼肌组织工程研究中的应用 [J], 陈静静;沈志森;巩长凤;康骋;竺亚斌3.骨骼肌卫星细胞的纯化、培养、鉴定及生物学特性的研究 [J], 王红勇;何作云;于长青;向德兵;胡厚祥;王毅;杨成明;王旭开;傅春江4.骨骼肌卫星细胞体外培养及分化为成骨样细胞的实验研究 [J], 孙树洋;张风河;郝轶;周小青5.成年大鼠骨骼肌干细胞纯化、培养及移植的初步实验研究 [J], 陈从波;黄铁柱;姚启盛因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。