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在培養(yǎng)的系統(tǒng)中建立肌肉損傷模型時，熊本大學和日本長崎大學之間的研究合作發(fā)現，斷裂的肌肉纖維泄漏的成分會激活“衛(wèi)星”肌肉干細胞。在嘗試鑒定激活衛(wèi)星細胞的蛋白質時，他們發(fā)現諸如GAPDH的代謝酶迅速激活了休眠的衛(wèi)星細胞并加速了肌肉損傷的再生。這是一種高度合理和有效的再生機制，其中受損的肌肉本身會激活開始再生過程的衛(wèi)星細胞。
骨骼肌由收縮肌纖維束組成，每條肌纖維都被衛(wèi)星細胞(可以產生新肌纖維的肌肉干細胞)包圍。由于這些衛(wèi)星細胞的作用，即使在劇烈運動中被挫傷或撕裂后，肌肉纖維也可以再生。衛(wèi)星細胞在發(fā)育階段的肌肉生長和力量訓練期間的肌肉肥大中也起著重要作用。然而，在諸如肌營養(yǎng)不良和與年齡有關的肌脆性(肌肉減少癥)之類的難治性肌肉疾病中，衛(wèi)星細胞的數量和功能下降。因此，重要的是要了解肌肉再生療法中衛(wèi)星細胞的調節(jié)機制。
在成熟的骨骼肌中，衛(wèi)星細胞通常處于休眠狀態(tài)。肌肉受傷后受到刺激后，衛(wèi)星細胞會迅速激活并反復增殖。在隨后的肌生成過程中，它們通過與現有的肌纖維融合或一起融合來分化和再生肌纖維。在這三個步驟(衛(wèi)星細胞激活，增殖和肌肉分化)中，對于首步如何被激活知之甚少。
由于衛(wèi)星細胞是在肌肉纖維受損時被激活的，因此研究人員推測，肌肉損傷本身可以觸發(fā)激活。但是，這在肌肉損傷的動物模型中難以證明，因此他們構建了一種細胞培養(yǎng)模型，其中從小鼠肌肉組織中分離出的單個肌肉纖維受到了物理破壞和破壞。使用這種損傷模型，他們發(fā)現從受傷的肌肉纖維中泄漏的成分激活了衛(wèi)星細胞，并且激活的細胞進入了細胞分裂的G1準備階段。此外，當去除損壞的組件時，激活的單元返回到休眠狀態(tài)，從而暗示損壞的組件充當激活開關。
研究團隊在斷裂的肌肉纖維之后將泄漏的成分命名為“受損的肌纖維衍生因子”(DMDF)，并使用質譜法對其進行鑒定。大多數鑒定出的蛋白質是代謝酶，包括糖酵解酶(如GAPDH)和用作肌肉疾病和疾病的生物標記物的肌肉偏離酶。GAPDH被稱為“月光蛋白”，除了在糖酵解中的原始功能外，還具有其他作用，例如細胞死亡控制和免疫應答介導。因此，研究人員分析了包括GAPDH在內的DMDF對衛(wèi)星細胞活化的影響，并確認暴露導致其進入G1期。此外，研究人員將GAPDH注射到小鼠骨骼肌中，并觀察到隨后藥物誘導的肌肉損傷后衛(wèi)星細胞的增殖加速。這些結果表明，DMDF具有激活休眠衛(wèi)星細胞并誘導損傷后快速肌肉再生的能力。斷裂的肌肉激活衛(wèi)星細胞的機制是一種非常有效的組織再生機制。
“在這項研究中，我們提出了一種新的肌肉損傷再生模型。但是，DMDF如何激活衛(wèi)星細胞的詳細分子機制仍然是未來研究尚不清楚的問題。除了衛(wèi)星細胞激活之外，DMDF月光功能也有望多樣化”，研究負責人小野裕介(Yusuke Ono)副教授說。“近的研究表明，骨骼肌將影響大腦和脂肪等其他器官和組織的各種因素分泌到血液中，因此，DMDF可能通過血液循環(huán)參與受傷的肌肉與其他器官之間的聯系。我們認為，進一步闡明DMDF的功能可以闡明某些肌肉疾病的病狀，并有助于開發(fā)新藥。”
來源：生物幫
胎牛血清 在細胞培養(yǎng)中的作用：
1. 提供對維持細胞指數生長的激素，基礎培養(yǎng)基中沒有或量很少的營養(yǎng)物，以及主要的低分子營養(yǎng)物。
2. 提供結合蛋白，能識別維生素、脂類、金屬和其他激素等，能結合或調節(jié)它們所結合的物質活力。
3. 有些情況下結合蛋白質能與有毒金屬和熱原質結合，起到解毒作用。
4. 是細胞貼壁、鋪展在塑料培養(yǎng)基質上所需因子來源。
5. 起酸堿度緩沖液作用。
6. 提供蛋白酶抑制劑，使在細胞傳代時使剩余胰蛋白酶失活，保護細胞不受傷害。
7. 參與細胞凍存。
在細胞培養(yǎng)中，胎牛血清加入基礎培養(yǎng)基的濃度大多為5%～20%（較常見為10%）的。具體到不同試驗，應依據文獻報導，或細胞類型或基礎培養(yǎng)基的成分來確定較佳濃度。
胎牛血清應在-20℃儲存，運輸應干冰冷鏈運輸，避免反復凍融，確保血清中因子活性不受影響，保證血清優(yōu)良品質。
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