在细胞生物学领域,人诱导多能干细胞(hiPSCs)展现出巨大的应用潜力。多项研究已证实,从人类多能干细胞(包括胚胎干细胞和诱导多能干细胞)定向分化为骨骼肌细胞(SMC)是可行的。人类多能干细胞不仅具有无限的增殖能力,还能保持向任何细胞类型分化的能力。
利用hiPSCs建立疾病模型对研究退行性肌肉病及其治疗方案具有重要意义。这类疾病以肌肉组织的逐渐退化和功能降低为特征,常见的疾病包括杜兴肌肉萎缩症等。目前,iPSC向骨骼肌细胞的分化主要采用两种途径:一种是小分子法,即在发育过程中,通过添加能够激活或抑制肌源信号传导的小分子,模仿胚胎早期信号事件,从而诱导骨骼肌细胞的生成;另一种是过表达法,即通过过表达与肌肉相关的转录因子,快速生成骨骼肌细胞。
在分化过程中,细胞形态随时间变化明显,从最初的hiPSC形态逐渐演变为细长的骨骼肌细胞形态。在细胞培养30天后,出现了自发的跳动现象,这表明分化的成功。在基因表达层面,hiPSC诱导分化的骨骼肌细胞中,多能性基因OCT3/4的表达消失,而肌细胞生成素MyOG和肌球蛋白重链MyHC的显著表达则表明细胞已成功分化为骨骼肌细胞。
在蛋白质表达方面,细胞特异性表达了多种肌肉特异性蛋白,包括肌球蛋白重链(MyHC)、肌细胞生成素(MyOG)、肌钙蛋白(Troponin)、肌动蛋白(α-actinin)、肌结蛋白(Desmin)及抗肌萎缩蛋白(Dystrophin),这些都充分证明了细胞的骨骼肌特性。
研究人员可以借助通过尊龙凯时生物技术分化的骨骼肌细胞进行深入研究,探索疾病的发病机制,观察疾病发展过程,并精准评估药物疗效。这将为潜在治疗药物的高效筛选提供依据,为相关疾病的治疗带来新的曙光。