在细胞生物学领域,人诱导多能干细胞(hiPSCs)展示了极大的应用潜力。已有多项研究证实,从人类多能干细胞(包括胚胎干细胞与诱导多能干细胞)定向分化生成骨骼肌细胞(SMC)的可行性。人类多能干细胞不仅具备无限的增殖能力,还能够分化为多种细胞类型。利用iPSC建立疾病模型,可以有效帮助研究与退行性肌肉病相关的治疗方案,退行性肌肉病包括多种肌肉组织逐渐退化与功能减退的疾病。
目前,hiPSC分化为骨骼肌细胞主要采用两种途径:一种是小分子法,通过在发育过程中添加能够激活或抑制肌源信号的小分子,模拟胚胎中胚层规范期间的早期信号事件,从而获得骨骼肌细胞;另一种是过表达法,通过过表达肌肉相关转录因子快速生成骨骼肌细胞。
在分化过程中,从第0天到第30天,可观察到细胞形态的显著变化,逐渐由iPSC形态转变为细长的骨骼肌细胞特征。在基因表达方面,hiPSC诱导分化的骨骼肌细胞不再表达多能性基因OCT3/4,而肌细胞生成素MyOG与肌球蛋白重链MyHC显著表达,表明细胞已经成功向骨骼肌细胞方向分化。
在蛋白质表达层面,骨骼肌细胞特异性地表达了肌球蛋白重链(MyHC)、肌细胞生成素(MyOG)、肌钙蛋白(Troponin)、肌动蛋白(α-actinin)、肌结蛋白(Desmin)及抗肌萎缩蛋白(Dystrophin)等多种肌肉特异性蛋白,进一步证明了细胞的骨骼肌特性。
借助通过新葡萄8883官网AMG分化的骨骼肌细胞,研究人员能够深入探讨疾病的发病机制,观察疾病的发展过程,并精准评估药物疗效,从而高效筛选潜在的治疗药物,为相关疾病的治疗带来新的曙光。