肌肉损伤:再生策略
简介[|]
在人类中,多达一半的体重是由骨骼组成的[1].骨骼肌的高适应性和再生潜力可以弥补高达20%的肌肉质量损失。超过这个阈值,功能损害是不可避免的,并可能导致严重的残疾和美容畸形,这就是为什么迫切需要这些患者的治疗方案
需要进行骨骼肌再生手术的患者包括:
改善肌肉再生和修复的策略[|]
创伤后,骨骼肌有能力在复杂而协调的反应中再生和修复。
- 这一过程需要多种细胞群的存在、多种基因表达的上调和下调以及多种生长因子的参与。
- 改善肌肉再生和修复的策略,包括干细胞、生长因子和生物支架的组合,在动物模型中显示出有希望的结果。[3]
生长因子[|]
生长因子在肌肉再生的不同阶段起着不同的作用。这些生物活性分子由损伤组织或存在于炎症部位的其他细胞类型合成,在细胞外空间释放并调节再生反应。[3]
- 胰岛素样生长因子-1 (IGF-I)似乎对肌肉再生过程特别重要。IGF-I刺激成肌细胞增殖和分化,并涉及肌肉生长的调节[4]
干细胞[|]
图片:人间充质干细胞与3D水凝胶相互作用。
卫星细胞来源的成肌细胞移植长期以来一直被认为是治疗骨骼肌疾病的一种有前途的方法。
- 干细胞治疗(如脐带血干细胞移植)对治疗杜氏肌营养不良有积极效果。应用干细胞后,肌营养不良蛋白阳性肌纤维增加。然而,将异基因正常人成肌细胞多次肌内注射于营养不良的小男孩肌肉的临床试验并没有成功[3][2]
- 令人兴奋和创新的研究涉及到许多类型的干细胞减缓的潜力[5]
- 干细胞疗法有可能成为一种新的治疗干预手段[6].
- 羊水间充质干细胞(AFS)联合高压氧促进周围神经再生[7].
巨噬细胞操纵[|]
创伤性损伤后骨骼肌结构和功能的完全恢复需要几种不同类型的细胞和大量分子共同工作,在愈合的每个阶段有效地控制受损组织。[8].
支架[|]
由细胞外基质(ECM)蛋白质组成的生物支架通常用于再生医学和外科手术的组织重建和再生。该支架可以通过提供结构和生化框架来促进体积肌肉损失的修复。对于少量的肌肉损失,已经在动物模型中测试了几种组织来源的支架,并将其转化为临床手术应用。[2]
- 肌原性前体细胞的存活和迁移通过使用适当的支架组合物和生长因子传递而大大增加。
- 利用生物支架控制注射肌源性细胞的微环境促进肌肉再生。
- 理想情况下,使用合适的细胞外基质(ECM)组成和硬度,支架应该最好地复制活的和机械的微环境。[3]
脂肪细胞转化[|]
科学家们已经开发出一种干细胞技术,能够再生任何因受伤、疾病或衰老而受损的人体组织。该技术将骨骼和脂肪细胞重新编程为诱导多能干细胞(iMS),并成功修复了小鼠的骨骼和肌肉。移植细胞似乎遵循邻近细胞的指令,有序地分裂和成熟。这种高效的无病毒生成组织再生干细胞的方法使我们离实现修复人体组织损伤的干细胞治疗又近了一步。[9]
Anti-fibrotic疗法[|]
转化生长因子β1或TGF-β1(见下文)高水平表达,并在失活TGF-β1的肌肉发作后发生的纤维化级联中发挥重要作用机械刺激[|]
机械刺激可能是促进骨骼肌再生的一种简单有效的方法。
参考文献[|]