Cell重大成果：iPS技术构建人肌细胞

　　

——新型斑马鱼技术能用于迅速寻找治疗多种疾病的潜在方法

生物通报道：研究证明要想令肌肉萎缩症和其他相关疾病的患者重新生长出骨骼肌来，是一件非常困难的事情。近期来自美国波士顿儿童医院干细胞项目组，哈佛医学院等处的研究人员利用一种新型快速培养系统，在小鼠模型中促进了肌肉的生长，逆转了杜氏肌营养不良症。而且利用相同的化合物配方，研究人员也成功的在培养皿中生长出了人类肌细胞。

这一研究成果公布在11月7日的Cell杂志上，并被作为杂志封面推荐，本期的杂志封面也十分有意思，是一组改编自健美广告的漫画，讲述了诱导多能干细胞（图中红色T恤）本来不能生成肌肉，但是当研究人员利用斑马鱼模型发现了一些能将iPS细胞分化成肌细胞的化学物质后，催生了肌肉的生长，使人离开变得强壮。

文章的通讯作者是波士顿儿童医院干细胞项目组主任，HHMI研究员Leonard Zon，他希望在未来几年内开始患者细胞移植的临床试验。他表示这项研究中所采用的筛选技术也将能用于除了肌营养不良症以外的多种疾病。

第一步：斑马鱼

这一药物筛选技术开始于斑马鱼。 Zo和他的同事们将斑马鱼卵裂球（来自斑马鱼胚胎发育的非常早期阶段）放到384 孔板中，并向每个孔加入了一种检测试剂，从而同时能筛选2400个化合物，寻求能促进肌肉祖细胞生长的化合物。

Zon实验室此前针对斑马鱼的实验，发现了一种来自前列腺素prostaglandin的药物，这种药物能提高造血干细胞的数量，目前已进入II期临床试验。

但是这一次研究人员通过基因修饰改造了斑马鱼，令肌肉祖细胞标记上绿色荧光，肌纤维标记上红色荧光。从而研究人员能在不同条件下快速量化生成的肌细胞和肌纤维，这些实验基于视觉观察，无需通过费力的生化技术来检测每个孔中的情况。

“自动成像仪可以在一个星期内对所有的384孔板完成成像检测，这比之前利用其它技术需要花费几个月的时间快多了，”Zon表示。

第二步：小鼠

斑马鱼的实验证明有六种化合物能用于增加骨骼肌祖细胞的数目，之后Zon的实验室与哈佛干细胞研究所Amy Wagers博士等人展开了合作，在患有杜氏肌营养不良症的小鼠模型中进行深入实验。 “其中一种化合物：forskolin（毛喉素）被证明能促进祖细胞生成小鼠的肌肉细胞，”Zon说，“我们发现增加祖细胞数量就能提高肌肉质量。”

（forskolin虽然还没有被FDA批准，但是一直以来都被用来治疗各种疾病，并作为膳食补充剂出售。）

下篇：干细胞权威科学家Cell提出新培养筛选系统

（生物通：张迪）

原文摘要：
A Zebrafish Embryo Culture System Defines Factors that Promote Vertebrate Myogenesis across Species

Ex vivo expansion of satellite cells and directed differentiation of pluripotent cells to mature skeletal muscle have proved difficult challenges for regenerative biology. Using a zebrafish embryo culture system with reporters of early and late skeletal muscle differentiation, we examined the influence of 2,400 chemicals on myogenesis and identified six that expanded muscle progenitors, including three GSK3β inhibitors, two calpain inhibitors, and one adenylyl cyclase activator, forskolin. Forskolin also enhanced proliferation of mouse satellite cells in culture and maintained their ability to engraft muscle in vivo. A combination of bFGF, forskolin, and the GSK3β inhibitor BIO induced skeletal muscle differentiation in human induced pluripotent stem cells (iPSCs) and produced engraftable myogenic progenitors that contributed to muscle repair in vivo. In summary, these studies reveal functionally conserved pathways regulating myogenesis across species and identify chemical compounds that expand mouse satellite cells and differentiate human iPSCs into engraftable muscle.