从皮肤细胞生长肌肉

科学家们首次从皮肤细胞中培育出具有功能的人体肌肉组织

多年来，科学家们一直在研究如何在实验室中培育活体组织和器官。这个过程非常困难，因为所用的干细胞必须保存在非常精确的条件下才能形成合适的组织。此外，这些干细胞通常取自人类胚胎，这引起了许多伦理问题。

研究人员发现了如何将成熟的成人组织(如皮肤或血细胞)转化为早期胚胎中发现的干细胞，这是该领域最大的突破之一。这些细胞被称为“多能干细胞”，这意味着它们能够变成体内任何一种细胞，而那些由成熟的成年细胞制成的细胞被称为“诱导多能干细胞”(iPSCs)。

现在，科学家们第一次成功地从这些多能干细胞中培养出健康的、有功能的肌肉组织。北卡罗来纳州杜克大学的Nenad Bursac和他的团队在《科学》杂志上发表了研究结果自然通讯。

该团队培育了iPSCs并激活了pax7基因，它告诉干细胞变成肌肉特异性干细胞。以前也有人做过这种实验，但是这些肌肉干细胞在形成成熟组织方面不是很有效。在这项研究中，Bursac的团队决定在3D条件下培养细胞。它们不是像过去那样在培养皿上平铺一层生长，而是生长在坚硬的凝胶中。当提供特定的化学物质时，这些细胞形成成熟的肌肉组织。

研究人员想要测试他们培养的肌肉组织是否能够正常运作。他们用电信号刺激这些组织，发现它收缩了——就像人体肌肉受到神经细胞的电刺激一样。

接下来，他们将肌肉组织植入老鼠体内。这些组织能够存活下来，融入老鼠的肌肉，并正常运作——对老鼠的神经细胞做出反应。

这是第一个从iPSCs中培养出全功能肌肉组织的案例，研究小组希望这能成为一种为肌肉萎缩症患者培养新肌肉的方法。实验室培养的肌肉也可以用来测试药物对人体肌肉组织的影响，这可以减少对动物实验的需要。

这是众多表明细胞的物理环境对其行为和发育的重要性的研究之一。只有当细胞在3D条件下生长时，才能发育出功能齐全的肌肉组织，这进一步表明干细胞对化学和物理信号都有反应。