基于患者相关因素筛选最优人成肌细胞：对增殖与分化能力的影响及意义

《Scientific Reports》：Selection of optimal human myoblasts based on patient related factors influencing proliferation and differentiation capacity

为解决人成肌细胞（hMb）样本特异性差异导致研究困难的问题，研究人员开展了探究患者相关因素对 hMb 增殖和分化能力影响的研究。结果表明多种因素有显著影响，这对 hMb 的分离和应用有重要意义。

　　在人体的肌肉组织中，有一种神奇的细胞 —— 人成肌细胞（hMb），它就像建筑工人一样，能构建起骨骼肌组织，为修复受损的肌肉带来了希望。然而，hMb 却有着 “个性差异”，不同患者来源的 hMb 在增殖和分化能力上大不相同，这使得利用 hMb 进行的研究充满挑战。比如，在实验室里，同样的培养条件下，来自不同人的 hMb 表现却千差万别，有的增殖速度快，有的则很慢，分化的效果也参差不齐。这种不确定性严重阻碍了骨骼肌组织工程的发展，也让相关疾病的治疗研究陷入困境。因此，找到影响 hMb 增殖和分化能力的因素，筛选出最合适的 hMb，成为了科研人员亟待解决的问题。

为了攻克这一难题，德国埃尔朗根 - 纽伦堡弗里德里希 - 亚历山大大学（Friedrich-Alexander University of Erlangen-Nürnberg）大学医院整形与手外科组织工程与再生医学实验室的研究人员 Moritz Englich、Andreas Arkudas、Lilly Mengen、Raymund E. Horch 和 Aijia Cai 展开了深入研究。他们的研究成果发表在《Scientific Reports》上，为骨骼肌组织工程和再生医学带来了新的曙光。

研究人员采用了多种关键技术方法。他们从 37 名接受游离肌瓣重建手术的患者身上获取了 50 个肌肉样本，通过机械分离和酶消化等处理，利用预培养板技术进行细胞培养。在分析过程中，运用免疫荧光染色、肌酸激酶（CK）测定、细胞活力测定、基因表达分析以及多元线性回归（MLR）等技术，全面研究患者相关因素对 hMb 增殖和分化能力的影响。

研究结果如下：

1. ICC：结蛋白（desmin）表达：desmin 表达差异较大，范围从 0 到 100%，均值为 55.72%（±11.31）。通过 MLR 分析发现，年龄增长、BMI 增加、女性性别以及化疗对 desmin 表达有负面影响；男性来源的 hMb 中 desmin 表达更高；不同肌肉类型的 hMb，如腹直肌（RA）与大圆肌、股薄肌、比目鱼肌相比，desmin 表达更高。
2. 增殖时间：从 P0 到 P1 的培养时间显著长于后续传代。放疗对增殖时间有强烈影响，化疗和 BMI 有时间依赖性影响。受照射的 hMb 和女性来源的 hMb 在 P0 到 P1 的传代时间明显更长。desmin 表达与增殖时间无直接相关性。
3. ICC：肌球蛋白重链（MHC）和 α - 辅肌动蛋白（alpha-actinin）表达：性别对 alpha-actinin 表达无影响，但对 MHC 的成熟指数（MMI）有影响，男性在第 7 天和第 28 天的 MMI 显著高于女性。年龄和 BMI 对 alpha-actinin 或 MHC 表达无影响。RA 肌肉来源的 hMb 与胸大肌（PM）相比，在第 7 天 alpha-actinin 融合指数（AFI）更高，第 3 天和第 7 天 MHC 融合指数（MFI）更高。化疗对 alpha-actinin 或 MHC 表达无显著影响。
4. 细胞活力：性别、年龄、BMI、肌肉类型和化疗等因素对细胞活力均无显著影响。
5. 肌酸激酶活性：性别对 CK 活性有时间依赖性影响，其他因素无影响。不同亚组之间 CK 活性无差异。
6. 基因表达：性别和化疗对成肌基因表达有影响，年龄和 BMI 无总体影响，但≥50 岁和 < 50 岁之间存在时间相关的显著差异。

研究结论和讨论部分指出，该研究揭示了影响 hMb 增殖和分化能力的多种因素。在选择 hMb 用于研究或治疗时，必须综合考虑增殖和分化相关因素。建立的 MLR 模型可预测 desmin 表达，有助于筛选合适的 hMb。先前的放疗或化疗会对 hMb 产生负面影响，应避免使用相关样本。RA 肌肉来源的 hMb 分化结果更优，年轻男性、BMI 较低且未接受过放疗或化疗的患者来源的 hMb 更有利于体外增殖。此外，研究也存在局限性，如仅使用 desmin 作为增殖标记物，样本量较小等。但总体而言，该研究为骨骼肌组织工程和再生医学中 hMb 的应用提供了重要参考，为后续研究指明了方向，有助于推动相关领域的发展。