骨骼肌卫星细胞的研究进展

骨骼肌卫星细胞(skeletal satellite cells)是静止的单核肌细胞,位于膜末端分化的肌纤维和基底膜之间。这类细胞在成年的肌肉组织中原本是静止的,不仅是能量储备的资源,也能够通过增殖影响由于损伤而引起的肌肉再生。长期以来,卫星细胞一直被认为是干细胞,其来源是一类更原始的干细胞。文章针对骨骼肌卫星细胞的起源、功能、自我更新的分子调节机制,基因治疗及其可能的信号通路作一概述。     

骨骼肌卫星细胞增殖与成肌分化过程中关键信号通路的作用

骨骼肌卫星细胞被认为是成体骨骼肌细胞成肌分化的唯一干细胞来源,一般处于静息状态。在受刺激后,骨骼肌卫星细胞可通过关键信号通路活化、增殖并分化成为肌细胞,从而参与骨骼肌的形成及损伤修复。信号通路普遍的介入了骨骼肌卫星细胞增殖与分化的过程。其中如Wnt和mTOR信号通路通过级联放大调节卫星细胞活动;Notch以及P38 MAPK信号通路被认为与卫星细胞静息状态关系密切;JAK/STAT信号通路能在不同阶段引起卫星细胞不同特异性反应。这些信号通路相互联系、共同作用,进而影响骨骼肌卫星细胞的生长发育及修复能力。本文拟从Wnt、Notch、P38 MAPK、mTOR、JAK/STAT等关键信号通路对骨骼肌卫星细胞增殖与分化作用的相关研究进展进行综述,为进一步研究骨骼肌形成及肌肉发育相关疾病分子机制奠定基础。     

小鼠胚胎干细胞向骨骼肌细胞分化的研究进展

近年来,胚胎干细胞的应用越来越广泛,在体外将小鼠胚胎干细胞诱导分化为肌肉细胞,并且利用这些分化得来的肌肉细胞治疗肌肉退行性疾病,一直是胚胎干细胞研究领域的热点,而胚胎干细胞的分化机制更是其中的难点。目前,用于诱导小鼠胚胎干细胞分化为骨骼肌细胞的方法很多,但分化的效率并不是很高,所以研究胚胎干细胞向骨骼肌细胞方向分化的机制显得尤为重要。文章仅就最近几年对小鼠胚胎干细胞向骨骼肌细胞方向分化的一些方法及其机制作一综述。     

动物骨骼肌卫星细胞的培养及其对肉品质的影响

骨骼肌卫星细胞是一类具有增殖分化潜能的肌源性干细胞,也是关乎骨骼肌生长、修复和维持的重要细胞。文章综述了骨骼肌卫星细胞的培养、鉴定方法和骨骼肌卫星细胞对肉品质的影响,旨在进一步开展对骨骼肌卫星细胞及其与肉质关系的研究。     

生长因子对家禽骨骼肌发育的影响

禽胚胎时期的骨骼肌发育与胚胎成肌细胞的增殖、分化有着密切的关系;在孵化晚期以及出壳以后,骨骼肌发育的重任则由肌卫星细胞承担。肌卫星细胞是肌组织的干细胞,与骨骼肌的再生有关。它与肌细胞及其核酸一起调节新蛋白质的合成、肌肉的成熟等过程,在这些过程中肌卫星细胞受一些特定生长因子的调控,这些生长因子一部分是由肌细胞分泌的,另一部分是肌肉中其它细胞分泌的。生长因子通过对胚胎成肌细胞和肌卫星细胞的调控而影响骨骼肌的生长、发育和再生。 　　早期对生长因子在骨骼肌的生长和发育的研究局限于啮齿类动物例如鼠,现在人…     

猪原代骨骼肌卫星细胞的快速分离、培养和诱导分化研究

骨骼肌卫星细胞是一种肌源性干细胞，在动物生后的肌肉发育和损伤修复中发挥重要作用，同时与产肉家畜的胴体性状、肉产量和肉品质密切相关。为完善猪骨骼肌卫星细胞的快速、简便分离和培养方法，本研究对比了不同酶、不同消化时间、不同日龄对猪骨骼肌卫星细胞分离和培养的影响。结果显示：不同胶原酶和胰蛋白酶消化能力不同，II型胶原酶和胰蛋白酶的消化能力较强；猪日龄越小越容易获得大量卫星细胞；II型胶原酶消化之后分离培养细胞的Pax7阳性率更高，进一步利用分离的卫星细胞进行成肌诱导分化，成功诱导肌管形成。本实验为建立快速、简便的猪骨骼肌卫星细胞分离培养方法提供了参考。     

骨骼肌卫星细胞的分离和培养

骨骼肌卫星细胞是骨骼肌中位于肌细胞膜和基膜之间的具有增殖分化潜力的肌源性干细胞,负责骨骼肌的生长和骨骼肌的损伤修复。本文对分离和体外骨骼肌降临细胞的方法进行了综述,展望卫星细胞分离和培养方法的改进及应用前景。用适当的方法将卫星细胞从骨骼肌中分离出来进行体外培养,不仅能直接观察其增殖分化的特性,而且可以在排除体内其它类型细胞影响的条件下,对卫星细胞的生理和生化特点进行研究。     

骨骼肌卫星细胞自我更新的研究进展

骨骼肌卫星细胞（skeletal satellite cells）是一类位于骨骼肌纤维细胞膜与基底膜之间的成体干细胞,在骨骼肌损伤修复过程中起着重要的作用。随着研究的不断深入,人们对骨骼肌卫星细胞的功能及其作用机制了解也越来越多,但目前仍存在着许多未解之谜。骨骼肌卫星细胞是如何进行自我更新调控的,研究者们提出了骨骼肌卫星细胞进行自我更新的模式假说及其可能的信号转导通路,作者对其最新研究进展作一概述。     

层粘连蛋白对牛骨骼肌卫星细胞增殖分化的影响

本研究主要探讨细胞外基质主要蛋白成分层粘连蛋白(LN)对牛骨骼肌卫星细胞增殖和分化的影响。利用原代牛骨骼肌卫星细胞体外诱导成肌分化模型,用LN作为组织培养皿的表面涂层模拟肌肉细胞外基质,通过EdU细胞增殖检测技术检测传代后增殖12～24 h期间细胞生长状态最佳时的增殖情况,用实时定量qRTPCR和Western blot检测成肌分化标志基因表达情况。结果表明:与对照组相比,LN处理组EdU阳性细胞数无显著差异;在LN涂层上培养的肌卫星细胞的增殖标志基因Pax7在增殖12、24 h也均无显著差异;与对照组相比,在LN涂层上培养的肌卫星细胞分化标志基因MyHC在分化12 h时mRNA表达水平上极显著上调,分化48 h时蛋白表达水平极显著上调。本研究证实外源性LN铺板提前了体外培养牛骨骼肌卫星细胞的分化进程,具有促进牛骨骼肌卫星细胞成肌分化的作用。     

大围山微型鸡和艾维茵肉鸡骨骼肌卫星细胞增殖分化及Myf5基因表达差异研究

为研究不同鸡种骨骼肌卫星细胞生肌决定因子5(Myf5)基因表达差异,试验通过提取大围山微型鸡和艾维茵肉鸡骨骼肌卫星细胞并进行两个鸡种骨骼肌卫星细胞增殖分化差异及Myf5基因表达差异研究。结果显示:两个鸡种骨骼肌卫星细胞生长曲线呈"S"形,大围山微型鸡骨骼肌卫星细胞生长速度较低;在分化过程中,艾维茵肉鸡骨骼肌卫星细胞分化能力高于大围山微型鸡,且艾维茵肉鸡骨骼肌卫星细胞的Myf5 mRNA表达量显著高于大围山微型鸡(P0.05)。本试验表明:Myf5基因是影响家禽肌肉生长发育的重要候选基因,且细胞体外培养对家禽分子育种研究具有一定科学指导意义。     

Meat Science and Muscle Biology Symposium: stem cell niche and postnatal muscle growth

Stem cell niche plays a critical role in regulating the behavior and function of adult stem cells that underlie tissue growth, maintenance, and regeneration. In the skeletal muscle, stem cells, called satellite cells, contribute to postnatal muscle growth and hypertrophy, and thus, meat production in agricultural animals. Satellite cells are located adjacent to mature muscle fibers underneath a sheath of basal lamina. Microenvironmental signals from extracellular matrix mediated by the basal lamina and from the host myofiber both impinge on satellite cells to regulate their activity. Furthermore, several types of muscle interstitial cells, including intramuscular preadipocytes and connective tissue fibroblasts, have recently been shown to interact with satellite cells and actively regulate the growth and regeneration of postnatal skeletal muscles. From this regard, interstitial adipogenic cells are not only important for marbling and meat quality, but also represent an additional cellular component of the satellite cell niche. At the molecular level, these interstitial cells may interact with satellite cells through cell surface ligands, such as delta-like 1 homolog (Dlk1) protein whose overexpression is thought to be responsible for muscle hypertrophy in callipyge sheep. In fact, extracellular Dlk1 protein has been shown to promote the myogenic differentiation of satellite cells. Understanding the cellular and molecular mechanisms within the stem cell niche that regulate satellite cell differentiation and maintain muscle homeostasis may lead to promising approaches to optimizing muscle growth and composition, thus improving meat production and quality.     

二甲双胍对牛骨骼肌卫星细胞增殖与分化的影响

为探究二甲双胍对牛骨骼肌卫星细胞增殖和分化的影响，本研究将体外培养的牛骨骼肌卫星细胞分别用0（对照组）、1、2、4 mmol/L二甲双胍进行处理，采用CCK-8法筛选出二甲双胍作用于牛骨骼肌卫星细胞的最适浓度，接着通过EdU染色法检测二甲双胍处理牛骨骼肌卫星细胞后对其增殖的影响，然后对二甲双胍处理的牛骨骼肌卫星细胞进行体外成肌诱导分化，通过显微镜观察牛骨骼肌卫星细胞分化时期的细胞状态，然后利用Western blotting技术检测牛骨骼肌卫星细胞的分化标志因子肌球蛋白重链（MyHC）、肌细胞生成素（MyoG）在分化24、48和72 h的表达情况。结果表明，二甲双胍作用于牛骨骼肌卫星细胞的最适浓度为2 mmol/L。2 mmol/L二甲双胍处理牛骨骼肌卫星细胞后，其细胞增殖率显著降低（P<0.05），说明二甲双胍可以抑制牛骨骼肌卫星细胞的增殖；牛骨骼肌卫星细胞诱导分化后形成的肌管数量和直径均呈现减少趋势，牛骨骼肌卫星细胞成肌分化标志因子MyHC、MyoG在分化24、48和72 h的表达均显著低于0 mmol/L （对照）组（P<0.05），说明2 mmol/L二甲双胍能够抑制牛骨骼肌卫星细胞的成肌分化过程。研究结果表明，二甲双胍可以显著抑制牛骨骼肌卫星细胞的增殖及成肌分化过程。该研究为二甲双胍在肌肉发育调控及肌损伤修复方面的应用提供一定的理论依据。     

干扰MSTN对牛骨骼肌卫星细胞增殖分化的影响

为研究肌肉生长抑制素（myostatin,MSTN）对牛骨骼肌卫星细胞增殖与成肌分化的影响,本试验以牛骨骼肌卫星细胞体外诱导成肌分化模型为对象,以前期设计合成3个干扰RNA（si-MSTN-1、si-MSTN-2、si-MSTN-3）并对其进行干扰效果筛选为基础,将干扰效果极显著的si-MSTN-2（si-MSTN）转染牛骨骼肌卫星细胞,通过EdU染色法检测干扰MSTN对牛骨骼肌卫星细胞增殖的影响;进一步对干扰MSTN的牛骨骼肌卫星细胞进行体外成肌诱导分化,通过肌管形成状态和分化标志因子综合分析干扰MSTN对牛骨骼肌卫星细胞分化的影响：首先通过显微镜观察牛骨骼肌卫星细胞分化时期的肌管形成状态,然后利用实时荧光定量PCR和Western blotting技术检测牛骨骼肌卫星细胞分化标志因子MyoG和MyHC在mRNA和蛋白水平的表达情况。结果显示,干扰MSTN后,牛骨骼肌卫星细胞中EdU阳性细胞率极显著增加（P < 0.01）,说明下调MSTN表达极显著促进了牛骨骼肌卫星细胞的增殖;牛骨骼肌卫星细胞诱导分化后形成的肌管数量和直径均呈现增大趋势,牛骨骼肌卫星细胞成肌分化标志因子MyHC在mRNA和蛋白水平的表达均极显著高于对照组（P < 0.01）,说明下调MSTN表达能够促进牛骨骼肌卫星细胞的成肌分化过程。本研究结果表明,干扰MSTN可以显著促进牛骨骼肌卫星细胞的增殖及成肌分化过程。本试验结果为进一步开展MSTN对牛骨骼肌卫星细胞成肌分化的调控机制研究提供了参考。     

Effect of Basic Fibroblast Growth Factor on the Proliferation of Bovine Skeletal Muscle Satellite Cells

To investigate the effect of basic fibroblast growth factor (bFGF) on the proliferation of bovine skeletal muscle satellite cells,bovine skeletal muscle satellite cells were isolated and cultured in the medium with bFGF,the growth and differentiation state of muscle satellite cells were observed,and the growth curve and EDU cell proliferation assay were conducted.The results showed that cell morphology of bovine skeletal muscle satellite cells cultured in medium containing bFGF was better and proliferation rate was significantly higher than that in control group (P<0.05).The results indicated that bFGF could promote proliferation of bovine skeletal muscle satellite cells efficiently in growth medium and differential medium.Our study established an efficient method to culture bovine skeletal muscle satellite cells,which could provide reference for studying and using of skeletal muscle satellite cells.     

碱性成纤维细胞生长因子对牛骨骼肌卫星细胞增殖的影响

为研究碱性成纤维细胞生长因子(basic fibroblast growth factor,bFGF)对牛骨骼肌卫星细胞增殖的影响,试验对牛骨骼肌卫星细胞进行体外分离培养,在生长培养基和分化培养基中分别添加bFGF,观察细胞生长及分化情况,绘制细胞生长曲线,并进行EDU细胞增殖检测试验。结果显示,添加了bFGF培养基的细胞生长状态较对照组良好,细胞增殖速度快,细胞增殖率显著高于对照组(P<0.05),说明bFGF对牛骨骼肌卫星细胞在生长培养基和分化培养基中增殖都具有良好的促进作用。本研究建立了一种高效的牛骨骼肌卫星细胞培养方案,为骨骼肌卫星细胞的研究利用提供参考。     

新生猪骨骼肌卫星细胞的培养鉴定及生物学特性

采用Ⅰ型胶原酶和胰蛋白酶两步消化法获取新生猪骨骼肌卫星细胞,并进行体外原代和传代培养.观察细胞各个阶段的形态,通过生长曲线等手段研究骨骼肌卫星细胞的增殖与分化能力,利用RT-PCR以及免疫细胞化学染色对所获得的细胞进行鉴定.结果显示两步消化法适用于骨骼肌卫星细胞的获取.在生长培养基作用下,细胞增殖旺盛;在分化培养基下,细胞分化良好,可融合成肌管.本研究探讨了猪骨骼肌卫星细胞体外培养、鉴定的方法及其生物学特性,为建立猪骨骼肌卫星细胞系打下了一定的基础.     

过表达MyBPC1对牛骨骼肌卫星细胞增殖分化的影响

旨在探究肌球蛋白结合蛋白C1（myosin binding protein C1,MyBPC1）对牛骨骼肌卫星细胞增殖与成肌分化的影响,为进一步研究MyBPC1在细胞分化和肌肉发育过程中的调控作用提供依据。本研究利用西门塔尔胎牛原代牛骨骼肌卫星细胞体外诱导成肌分化模型模拟牛骨骼肌的生长发育过程。采用qRT-PCR和Western blot检测MyBPC1的细胞时序表达谱。试验分为两组。在RNA水平每组4个重复,每个重复20 μL;在蛋白水平每组3个重复,每个重复15 μg。采用qRT-PCR和Western blot检测牛骨骼肌卫星细胞转染MyBPC1的过表达效果,并进一步检测细胞增殖期标志因子Pax7、Ki67以及细胞分化期标志因子MyHC、MyOG的表达变化情况,观察牛骨骼肌卫星细胞肌管形成状态。结果,MyBPC1在牛骨骼肌卫星细胞分化前后表达水平存在极显著差异,牛骨骼肌卫星细胞诱导分化后MyBPC1的mRNA和蛋白表达量均极显著高于增殖期（P<0.01）。过表达MyBPC1后,细胞分化形成的肌管数量明显多于对照组,增殖标志因子Pax7的mRNA水平和蛋白表达水平无显著差异,分化标志因子MyHC的mRNA水平和蛋白表达水平极显著高于对照组（P<0.01）。过表达MyBPC1可以促进牛骨骼肌卫星细胞体外成肌分化,为进一步开展MyBPC1对牛骨骼肌卫星细胞的调控机制奠定基础。     

干扰核心蛋白聚糖对牛骨骼肌卫星细胞增殖分化的影响

为探究肌肉生长抑制素(MSTN)对牛骨骼肌生长发育的作用机制,本研究以前期MSTN^+/-蒙古牛与野生蒙古牛腿臀肌肌肉组织定量蛋白质组学与磷酸化蛋白质组学筛选获得的表达差异倍数较大的核心蛋白聚糖(DCN)为靶标,以实验室前期分离培养的牛骨骼肌卫星细胞及建立的体外诱导成肌分化模型为对象,通过对设计合成的3个DCN siRNA干扰效果的筛选,将干扰效果最显著的si-DCN-2(si-DCN)转染牛骨骼肌卫星细胞。采用实时荧光定量PCR和Western blotting方法检测增殖期(GM)牛骨骼肌卫星细胞中增殖标志因子Pax7和MyoD的mRNA水平及蛋白水平的表达变化,以及使用EdU染色的方法检测干扰DCN对细胞增殖的影响。对转染DCN siRNA的牛骨骼肌卫星细胞进行体外成肌诱导分化,通过显微镜观察牛骨骼肌卫星细胞分化第3天(DM3)的肌管形成状态,同时采用实时荧光定量PCR和Western blotting检测分化标志因子MyoG和MyHC的mRNA水平及蛋白水平的表达变化,并对DM3期肌管MyHC进行免疫荧光染色,以研究干扰DCN对细胞分化的影响。结果显示,干扰DCN表达后,增殖期牛骨骼肌卫星细胞中Pax7和MyoD的mRNA水平及蛋白水平都显著或极显著上调(P<0.05;P<0.01),且EdU阳性细胞率显著增加(P<0.05),表明干扰DCN表达显著促进了牛骨骼肌卫星细胞的增殖。干扰DCN表达后,牛骨骼肌卫星细胞分化第3天诱导形成的肌管直径呈现增大趋势,检测成肌分化标志因子MyoG在mRNA和蛋白水平的表达分别极显著和显著高于对照组(P<0.01;P<0.05),MyHC在mRNA水平显著降低(P<0.05),但在蛋白水平上极显著升高(P<0.01),免疫荧光结果显示,下调DCN后肌管融合指数显著高于对照组(P<0.05),说明干扰DCN表达能够促进牛骨骼肌卫星细胞的成肌分化过程。本研究结果表明,干扰DCN可以显著促进牛骨骼肌卫星细胞的增殖和成肌分化过程。研究结果为进一步开展MSTN对牛骨骼肌卫星细胞成肌分化的调控机制研究奠定了基础。     

干扰核心蛋白聚糖对牛骨骼肌卫星细胞增殖分化的影响

为探究肌肉生长抑制素（MSTN）对牛骨骼肌生长发育的作用机制,本研究以前期MSTN^+/-蒙古牛与野生蒙古牛腿臀肌肌肉组织定量蛋白质组学与磷酸化蛋白质组学筛选获得的表达差异倍数较大的核心蛋白聚糖（DCN）为靶标,以实验室前期分离培养的牛骨骼肌卫星细胞及建立的体外诱导成肌分化模型为对象,通过对设计合成的3个DCN siRNA干扰效果的筛选,将干扰效果最显著的si-DCN-2（si-DCN）转染牛骨骼肌卫星细胞。采用实时荧光定量PCR和Western blotting方法检测增殖期（GM）牛骨骼肌卫星细胞中增殖标志因子Pax7和MyoD的mRNA水平及蛋白水平的表达变化,以及使用EdU染色的方法检测干扰DCN对细胞增殖的影响。对转染DCN siRNA的牛骨骼肌卫星细胞进行体外成肌诱导分化,通过显微镜观察牛骨骼肌卫星细胞分化第3天（DM3）的肌管形成状态,同时采用实时荧光定量PCR和Western blotting检测分化标志因子MyoG和MyHC的mRNA水平及蛋白水平的表达变化,并对DM3期肌管MyHC进行免疫荧光染色,以研究干扰DCN对细胞分化的影响。结果显示,干扰DCN表达后,增殖期牛骨骼肌卫星细胞中Pax7和MyoD的mRNA水平及蛋白水平都显著或极显著上调（P<0.05;P<0.01）,且EdU阳性细胞率显著增加（P<0.05）,表明干扰DCN表达显著促进了牛骨骼肌卫星细胞的增殖。干扰DCN表达后,牛骨骼肌卫星细胞分化第3天诱导形成的肌管直径呈现增大趋势,检测成肌分化标志因子MyoG在mRNA和蛋白水平的表达分别极显著和显著高于对照组（P<0.01;P<0.05）,MyHC在mRNA水平显著降低（P<0.05）,但在蛋白水平上极显著升高（P<0.01）,免疫荧光结果显示,下调DCN后肌管融合指数显著高于对照组（P<0.05）,说明干扰DCN表达能够促进牛骨骼肌卫星细胞的成肌分化过程。本研究结果表明,干扰DCN可以显著促进牛骨骼肌卫星细胞的增殖和成肌分化过程。研究结果为进一步开展MSTN对牛骨骼肌卫星细胞成肌分化的调控机制研究奠定了基础。