中科院Cell Res：让干细胞长期扩增的秘方

　　

生物通报道  来自中科院上海生命科学研究院、香港中文大学等处的研究人员，发现将一些炎症相关的细胞因子组合到一起可以促进肌肉干细胞长期扩增。这项研究发表在5月15日的《细胞研究》（Cell Research）杂志上。

中科院上海生命科学研究院的胡苹（Ping Hu）研究员及王红艳（Hongyan Wang）研究员是这篇论文的共同通讯作者。前者的主要研究方向是成体干细胞的命运决定，后者主要从事免疫细胞介导的炎症相关疾病研究。

废用、营养不良以及诸如肌营养不良、糖尿病、癌症和HIV感染等疾病均可导致肌肉萎缩，据统计当前全球的肌肉萎缩患病人群已达数百万人。迄今为止尚无有效的方法来治愈疾病引起的肌肉萎缩。肌肉干细胞（MuSCs）是驱动出生后肌肉损伤修复的主要力量。肌肉受损之时，MuSCs会被激活，发生增殖和分化形成新的肌纤维，并再生出功能性的骨骼肌。由于具有再生肌肉的卓越能力，MuSCs有着巨大的潜力应用于细胞疗法治疗肌肉萎缩（延伸阅读：肌肉干细胞损失和衰老理论受到质疑 ）。

从少量的肌活检组织获得MuSCs，随后进行体外扩增被视为是一种有前景的治疗肌肉萎缩的策略。然而由于无法在体外扩增功能性的MuSCs，长期以来阻碍了开发出真正的疗法。与大多数的成体干细胞相似，MuSCs几乎无法在体外有效地扩增。体外培育的MuSCs会在数日内分化为成肌细胞祖细胞，并快速丧失在体内再生肌肉的能力。

常规的体外培养条件不能放大MuSCs的损伤修复能力，被视作是一种“无用的扩增”。尽管常规的培养条件可以增加细胞的数量，但由于丧失了在体内修复肌肉损伤的能力，这些细胞不能被用来治疗肌肉萎缩。与小鼠的结果相一致，在临床实验中移植成肌细胞祖细胞也无法挽救肌肉萎缩。因此，建立一个可有效扩增功能性MuSCs的体外系统将可以打破这一瓶颈，推动干细胞疗法。

在这篇新文章中研究人员报告称，通过模拟内源微环境建立了一个可在体外连续扩增MuSCs达20多代的系统。他们确定了由T细胞分泌的4种促炎性细胞因子的组合：IL-1α、IL-13、TNF-α和IFN-γ，可以刺激损伤时MuSC体内增殖，并促进MuSCs在体外的连续扩增。这些扩增的MuSCs可以补充內源的干细胞池，并能够在单次移植后修复体内多轮的肌肉损伤。

这一体外系统的建立为我们提供了一种强大的方法来扩增功能性的MuSCs，修复肌肉损伤。

（生物通：何嫱）

生物通推荐原文摘要：

Combination of inflammation-related cytokines promotes long-term muscle stem cell expansion

Muscle stem cells (MuSCs, satellite cells) are the major contributor to muscle regeneration. Like most adult stem cells, long-term expansion of MuSCs in vitro is difficult. The in vivo muscle regeneration abilities of MuSCs are quickly lost after culturing in vitro……

作者简介：

胡苹
 
1998年毕业于北京大学生命科学院，2003年于State University of New York, Stony Brook与Cold Spring Harbor Laboratory合作开办的研究生项目获得博士学位，随后在Cold Spring Harbor Laboratory和University of California, Berkeley从事博士后研究。现任中国科学院上海生物化学和细胞生物学研究所研究员，研究组长。

研究方向：成体干细胞的命运决定

研究工作:我们重点研究研究在正常情况和病理条件下，肌肉的产生和再生过程的调控，追溯肌肉干细胞的起源，研究调控其干性保持，增殖和分化的分子机理，探索代谢与干细胞保持、分化的关系，为肌肉干细胞的再生医学应用奠定基础。研究的主要方向包括：1. 研究肌肉干细胞的静息、增殖和分化的转录调控机理；2. 研究肌肉干细胞与微环境之间的关系；3. 研究脂肪细胞对肌肉细胞分化和代谢的影响，及肌肉祖细胞与脂肪细胞之间的转分化的调控机制；4. 探索肌肉干细胞的起源，及比较成体干细胞分化和干性保持与胚胎干细胞的分化和干性保持的异同。

王红艳
 
1993-1998 年安徽医科大学临床医学系本科；1998-2001 年安徽医科大学免疫系和中国预防医学科学院病毒所基因工程国家重点实验室联合培养硕士；2001-2006 英国伦敦帝国理工学院(Imperial College London) 博士及Research Associate； 2006-2010 英国剑桥大学Research Fellow；2010年3月 任上海生化与细胞所研究员，研究组长；2011年入选中国科学院****及上海市浦江人才计划。

研究方向：免疫细胞介导的炎症相关疾病

研究工作：我们利用基因工程突变小鼠及相应疾病模型，结合病人样品，通过生化、细胞生物学技术，影像和流式细胞仪等检测方法，主要：（1）鉴定淋巴细胞“inside-out”和“outside-in”通路中的新型信号分子及其调控整合素粘附功能的分子机制；（2）筛选巨噬细胞和T细胞调控炎症反应的新型信号传导通路；(3) 巨噬细胞和T细胞介导的炎症反应在抗感染、肿瘤和自身免疫性疾病中的功能和分子机制。