美研究人员在实验室制作出第一块能收缩的人类肌肉

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2015年01月15日 08:11
来源：中国科技网









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美国杜克大学研究人员第一次在实验室制作出能收缩并对外界刺激产生反应的人类骨骼肌，就像自然人体组织对外界电脉冲、生化信号和药品等刺激做出的反应一样。
这种实验室生长的组织，不久将可供研究人员在人体之外的人类基础肌肉上测试新型药物和研究疾病。该项研究由杜克大学生物制药工程系副教授尼纳德·伯塞克和伯塞克实验室博士后研究人员劳伦·麦顿共同领导。相关成果发布在1月14日（北京时间）出版的开源杂志《eLife》上。
“这项工作的美妙之处在于，能在不伤害患者健康前提下，安全地测试药物有效性，还能为罕见和肌肉活检困难的疾病再现基础性生化信号。”伯塞克说。
伯塞克和麦顿从一小块人体细胞标本开始，虽然已经超越了干细胞阶段，但并没有成为肌肉组织，接着把这种“肌前体”放大1000倍，然后将之置于一个三维立体的、充满营养凝胶的脚手支撑架中，这样能让肌肉纤维对其进而产生功能。
“我们用动物细胞在实验室制造人工肌肉的经验已经很丰富了，但是，我们还是用了一年的时间，为制造人类肌肉调整相关细胞、凝胶密度，以及优化培养环境和介质。”麦顿说。

麦顿让这种新型肌肉接受一连串的测试。她发现，在电刺激下肌肉收缩强烈，这意味着在实验室诞生了第一块人类肌肉。她还证明了能让神经肌肉刺激到肌肉的信号通路很完整地起作用。
为了观察这种肌肉能否被用作医疗实验的替代品，伯塞克和麦顿研究了其对多种药物的反应，包括药物用来降低胆固醇等的他汀类药物等。药物效果与在人类患者身上的效果相匹配。
“我们的目的之一，就是用这种方法为患者提供个性化的药物。”伯塞克说，“我们可以从每个病人身上采样进行活检，为每个病人培养新型肌肉，以观察哪种药物更能起到更好的作用。”
这个目标实现起来不会太遥远了。伯塞克已经与临床医生开展了相关研究，其团队正在尝试用多功能诱导干细胞而非活检细胞来培养和生长人类的收缩肌肉。