在细胞生物学领域,人诱导多能干细胞(hiPSCs)展现出巨大应用潜力。多项研究表明,从人类多能干细胞(包括胚胎干细胞和诱导多能干细胞)定向分化生成骨骼肌细胞(SMC)是可行的。人类多能干细胞不仅具有无限的增殖潜力,还能分化为任何细胞类型。通过使用iPSC建立疾病模型,能够帮助研究与退行性肌肉病相关的治疗方案。这类疾病主要包括多种肌肉组织逐渐退化和功能减退的疾病,且通常具有显著的临床影响。
现在,iPSC分化为骨骼肌细胞的策略可以分为两种主要途径。一种是小分子法,该方法在细胞发育过程中添加能够激活或抑制肌源信号传导的小分子,以模仿早期信号事件,促进骨骼肌细胞的生成。另一种是过表达法,主要通过过表达与肌肉发育相关的转录因子,快速生成骨骼肌细胞。
在分化过程中,细胞的形态变化也十分显著。从第0天到第13天,细胞形态从iPSC逐渐转变为细长的骨骼肌形态,并在培养第30天后表现出自发跳动的特征。在基因表达的层面上,hiPSC诱导分化的骨骼肌细胞中,多能基因OCT3/4不再表达,而肌细胞生成素MyOG和肌球蛋白重链MyHC显著表达,证实了细胞成功向骨骼肌细胞方向分化。
在蛋白质表达层面,这些细胞特异性表达多种肌肉特异性蛋白,如肌球蛋白重链(MyHC)、肌细胞生成素(MyOG)、肌钙蛋白(Troponin)、肌动蛋白(α-actinin)、肌结蛋白(Desmin)和抗肌萎缩蛋白(Dystrophin),充分证明了细胞的骨骼肌特性。
研究人员可以利用通过尊龙凯时生物技术分化得到的骨骼肌细胞,深入探讨相关疾病的发病机制,观察疾病的发展过程,从而精准评估药物疗效并高效筛选潜在治疗药物。这不仅为相关疾病的治疗带来新的曙光,也为生物医疗领域带来更多的创新机遇。