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Cell:斑马鱼筛选系统提取物可将干细胞诱导成为肌肉细胞 加速肌肉疾病的研究

来源:生物谷 2013-11-08 20:18

2013年11月9日 讯 /生物谷BIOON/ --研究表明,骨骼肌很难在肌营养不良症及其他肌肉退化患者机体中生长,近日,来自波士顿儿童医院及哈佛大学等处的研究者通过研究表示,他们通过使用一种在快速培养系统中鉴别出的三种化合物的混合物,就可以实现在杜氏肌营养不良症小鼠模型中增强其肌肉量并且逆转疾病的表现;而且将相同的混合物添加到来自病人皮肤细胞的干细胞中,就可以在培养皿中使得人类肌肉细胞生长,相关研究刊登于国际著名杂志Cell上。

研究者Leonard Zon表示,我们希望在临床试验中将这些肌肉细胞移植入肌肉缺失的病人体内来缓解病人的疾病症状。前期研究者进行的药物筛选技术起源于对斑马鱼的研究,结果研究者发现了六种化合物可以增强骨骼肌祖细胞的数量。

随后研究者又使用杜氏肌营养不良症小鼠模型来进行实验,Zon说道,其中一种名为福司柯林的化合物可以增家小鼠体内的肌肉祖细胞。紧接着研究者又开始在培养皿中研究人类细胞,研究者通过诱导来自杜氏肌营养不良症病人的多能干细胞来进行研究,结果发现,三种化合物的联合用药(福司柯林、碱性成纤维细胞生长因子和糖原合酶激酶-3 GSK-3β抑制剂)可以使得iPS细胞重编程为肌肉细胞。

下一步研究者计划将这种新型的肌肉细胞植入到病人体内从而检测其治疗功效,Zon表示,通过斑马鱼进行的病人特殊的iPS细胞筛选可以加速临床疗法的进行,同时也可以使得科学家得到大量的化合物来进行检测,而目前研究者开发的这种快速的系统对于寻找所需化合物非常方便。

斑马鱼系统可以帮助研究者快速寻找组织生长的抑制剂,目前Zon的实验室正在使用该系统来寻找可以阻断黑色素细胞扩散的化合物,从而潜在抑制黑色素瘤的发生;使用这种新型技术,研究者就可以利用基于斑马鱼的大规模化学筛选系统来筛选治疗疾病的药物,从而为新型疗法的开发提供一定希望,相关研究由马萨诸塞州生命科学研究中心提供资助。(生物谷Bioon.com)

A Zebrafish Embryo Culture System Defines Factors that Promote Vertebrate Myogenesis across Species

Cong Xu, Mohammadsharif Tabebordbar, Salvatore Iovino, Christie Ciarlo, Jingxia Liu, Alessandra Castiglioni, Emily Price, Min Liu, Elisabeth R. Barton, C. Ronald Kahn, Amy J. Wagers, Leonard I. Zon

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.

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