“人造肌肉”肌肉疾病帶為退化性來治療新希望
在我們的一生中，長大成人不單是個(gè)頭逐漸長高，四肢上逐漸豐滿的肌肉也是成熟的證明。
一個(gè)成年人的體重中，骨骼約占20%，習(xí)慣認(rèn)知中的肌肉，即骨骼肌則是體重的約40%。隨著年齡增長和運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度的下降，骨骼肌的質(zhì)量和強(qiáng)度都會(huì)逐漸的減少。常說的老來瘦和老來胖，無論脂肪多少，肌肉總量都會(huì)走下坡路。當(dāng)人的肌肉減少和萎縮到一定程度，活動(dòng)能力會(huì)大打折扣，抵抗各種意外狀況比如跌倒、撞傷、搬運(yùn)重物后，身體受到的傷害會(huì)比以前大。
不只是年齡增大帶來的肌肉自然減少，某些病理性肌肉萎縮帶來的問題更加強(qiáng)烈。如長期臥床的病人，由于廢用綜合征等因素，肌肉會(huì)隨著不能活動(dòng)的時(shí)間延長，逐漸萎縮失能。按照醫(yī)療研究，完全不運(yùn)動(dòng)的肢體中，其肌肉力量每天會(huì)有1-3%的下降。當(dāng)患者恢復(fù)運(yùn)動(dòng)能力后，肌肉質(zhì)量和力量的損失會(huì)讓他們通過耗費(fèi)漫長的時(shí)間復(fù)健恢復(fù)到接近病前的狀態(tài)。
比起肢體受傷等因素臥床導(dǎo)致肌肉萎縮，遺傳性質(zhì)的肌肉萎縮癥更加嚴(yán)重。試圖通過增強(qiáng)體力鍛煉對(duì)抗這一病癥效果并不顯著，甚至?xí)黾邮軅膸茁省?/strong>針對(duì)這類缺陷性疾病，制造人工肌肉是比較可靠的途徑?？茖W(xué)家們一部分嘗試用各種原料生產(chǎn)類似肌肉效果的仿生材料，一些則是寄希望于干細(xì)胞技術(shù)，通過其特有的多向分化功能，培育出可以在人體內(nèi)發(fā)揮作用的肌肉組織，解決遺傳性肌肉萎縮癥患者的病痛。
干細(xì)胞技術(shù)領(lǐng)域，成果不斷涌現(xiàn)。最突出的是利用源于皮膚或血液的人類誘導(dǎo)多能干細(xì)胞（iPS 細(xì)胞）培育出功能良好的人類骨骼肌肉。
2021年，美國加州大學(xué)洛杉磯分校的研究人員找到了一種化合物，其能夠在體外環(huán)境下讓干細(xì)胞持續(xù)轉(zhuǎn)化為肌肉細(xì)胞。研究人員表示，日常鍛煉肌肉的過程本質(zhì)上是不斷地通過高強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)破壞肌肉纖維后再由干細(xì)胞修復(fù)，形成更粗的肌肉纖維。但在老年人和病患身上這種機(jī)制會(huì)減弱甚至消失，因此探究相關(guān)過程的化學(xué)因子，有助于培育、修復(fù)骨骼肌細(xì)胞。
此外，哈佛大學(xué)研究人員則是用干細(xì)胞轉(zhuǎn)化培養(yǎng)的心肌細(xì)胞，制作出一個(gè)能夠獨(dú)立活動(dòng)的“魚”形機(jī)構(gòu)，其最終目的是培育出具備完整功能的人工心臟來替換心臟病患者畸形的心臟，減少人工心臟手術(shù)帶來的痛苦。
這種“人造魚”只需要身體彎曲的動(dòng)作就能觸發(fā)肌肉的活動(dòng)和收縮，因此，它是完全自主的，因?yàn)樗梢宰晕已永m(xù)自己的運(yùn)動(dòng)，獨(dú)立于任何外部刺激。這也正是人類心臟的運(yùn)作方式，從大腦接收最少的指令。
哈佛大學(xué)的生物工程師Keel Yong Lee說: “通過利用兩層肌肉之間的心臟機(jī)電信號(hào)，我們重新創(chuàng)造了一個(gè)循環(huán)，在這個(gè)循環(huán)中，每一次收縮都是對(duì)另一側(cè)肌肉拉伸的自動(dòng)反應(yīng)……研究結(jié)果強(qiáng)調(diào)了反饋機(jī)制在心臟等肌肉泵中的作用。”
近日，在一項(xiàng)發(fā)表于Cell Stem Cell期刊的研究中，由約翰·霍普金斯大學(xué)醫(yī)學(xué)院領(lǐng)導(dǎo)的研究團(tuán)隊(duì)在體外培養(yǎng)出能自我更新的人類肌肉干細(xì)胞，并利用這類細(xì)胞在小鼠體內(nèi)成功修復(fù)受損的肌肉組織。這一突破為治療人類的肌肉損傷及肌肉減少癥指出了潛在的方向。
“這些肌肉干細(xì)胞有望為多種肌肉疾病提供新的療法。”?領(lǐng)導(dǎo)這項(xiàng)研究的Gabsang Lee教授指出。
獲取干細(xì)胞的途徑不少，按照干細(xì)胞的類別來看，造血干細(xì)胞的主要獲取途徑有骨髓、外周血以及臍帶血。干細(xì)胞具有多種分化能力，可以在定向培育下增殖發(fā)育成為各種組織甚至器官功能的間充質(zhì)干細(xì)胞，其獲取途徑有胎盤、臍帶血、羊膜，此外人體中間充質(zhì)干細(xì)胞含量較多的有脂肪組織、乳牙中的牙髓、骨髓等。
目前，干細(xì)胞在研發(fā)人造器官、治療遺傳性疾病甚至抗擊傳染病疫情等方面，都展示出無與倫比的潛力。
我們期待，未來這項(xiàng)技術(shù)或許能應(yīng)用于運(yùn)動(dòng)損傷、外傷和與衰老相關(guān)的肌肉損失的治療，為人類患者帶來全新療法。
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