干细胞权威科学家Cell提出新培养筛选系统

　　

生物通报道：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Cell杂志上。

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，这位著名科学家曾担任国际干细胞协会主席，ISSCR创会会长，一直从事干细胞的相关研究，曾确定儿童癌症干细胞，构建斑马鱼黑色素瘤模型等。

（Leonard Zon教授）

上篇：Cell重大成果：iPS技术构建人肌细胞

第三步：病患特异性细胞

ZON，Wagers，Kahn和他们的同事接下来又进行了人类细胞的培养实验，他们利用来自杜氏营养不良症患者的皮肤细胞诱导生成多能干细胞，进行深入研究，“过去许多肌肉疾病无法进行iPS细胞模型的充分研究”Zon说，“还没有人能够得到能形成骨骼肌的iPS细胞”。

研究人员发现将三个小分子：forskolin毛喉素，碱性成纤维细胞生长因子bFGF和糖原合成酶激酶-3 GSK-3β抑制剂组合在一起，就能重编程iPS细胞，使其成为能成果植入小鼠的肌细胞。

Zon的下一个目标就是希望在未来几年内通过临床试验，能将这些培养皿中获得肌细胞用于患者治疗。他目前可能会在一个特定的解剖位置设法增加肌肉质量，但对于像杜氏肌营养不良症这样的疾病，他提出了在不同的身体部位进行局部注射。

更广泛的应用
Zon相信结合快速斑马鱼筛选技术，以及来自病患的特异性iPS细胞诱导技术，将能极大的加快治疗的步伐，令科学家们能迅速筛选大量的化合物，优化培养条件。这样就能缩短候选化合物的名单，加快人类iPS细胞检测进程。

“很难弄清楚利用iPS细胞制造不同组织所需的条件”，Zon说，“我们构建了一个非常快速的系统，能用于寻找需要的化学物质，正是因为这一系统如此之快，因此我们并不需要一个假设一个实验的进行，你可以直接进行筛选，找到结果，并看看其中有哪些是值得注意的。”

这一斑马鱼系统也可以用于快速发现组织生长的抑制剂，事实上，这一系统来自于实验室最初希望发现能阻止肌肉生长的研究，当时他们想要找到一种在骨骼肌中生长的肿瘤：横纹肌肉瘤rhabdomyosarcoma。

利用这些技术，Zon实验室已经申请了相关专利，这一平台能用于斑马鱼大规模化学筛选，该实验室也获得了来自马萨诸塞州生命科学中心的资助。
（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.