改善肌肉力量和收缩不是梦，人类首次从皮肤细胞创造出人造肌肉

一项新的研究报告指出，科学家们已经创造出一种微小的人造肌肉，它们像真正的肌肉一样收缩和响应神经和电子刺激。只有一个转折：功能肌肉纤维是由皮肤细胞而不是肌肉细胞。

以前，科学家已经能够从其他类型的细胞制造肌肉细胞; 然而，到目前为止，还没有人能够通过肌肉细胞以外的任何其他方式使肌肉发挥功能。

在研究中，研究人员从人类皮肤样本中提取细胞。他们使用已知的技术将这些细胞转化为所谓的诱导性多能干细胞 - 可以转化为任何类型的人细胞的细胞。然后，利用他们开发的新方法，科学家们能够将这些多能干细胞转变成肌肉干细胞，这被称为肌原始祖细胞。[ 5个令生物技术革命的惊人技术 ]

高级研究作者Nenad Bursac教授说：“我们将这些诱导的多潜能干细胞从一个人制成，然后通过让这些干细胞表达一种叫做Pax7的蛋白质，使之变成肌细胞，从而使它们进入肌细胞。北卡罗莱纳州杜克大学的生物医学工程学士学位。“大概需要三个星期才能重新编程。”

Bursac告诉自然杂志，研究人员只需要从捐助者那里获得一种多能干细胞，就可以创造数千个肌肉干细胞。这是因为一旦变成肌肉干细胞，这些细胞可以进一步繁殖。

一旦科学家有足够的肌肉干细胞的工作，他们关闭了Pax7蛋白（一个信号为他们转变）。然后，将肌肉细胞置于含有各种营养素和生长因子的3D培养物中，刺激细胞组织成肌纤维。

Bursac说，再过三周后，溶液中形成长达2厘米（0.8英寸）长，直径约1毫米（0.004英寸）的肌肉组织。

然后，测试开始。他说：“我们可以对这些肌肉组织进行所有可以在动物或人体中测量的经典生理测试。”

在这项研究中，Bursac的团队建立在他们三年前取得的突破上，他们成为世界上第一支从肌肉活组织检查中取得细胞功能的人体肌肉纤维。但与之前的样品相比，由皮肤细胞制成的纤维相对较弱，Bursac说。他补充说，这是他的团队在未来工作中要解决的问题。

谁需要新的肌肉？

这一发展可以显着提高研究人员研究遗传性肌肉疾病的能力，如影响全球3,600名男婴的杜兴肌营养不良症。与人杜氏肌营养不良症开始，在约4条件迅速进展的年龄和12岁的肌肉无力，患者失去了行走能力。根据现有的估计，大多数人死于26岁。

Bursac说：“在儿童患者的遗传性疾病中，肌肉已经受损，如果我们进行活检，这对他们不利。“这种方法使我们能够从皮肤或血液样本中生成肌肉样本。” [ 见面你的肌肉：6个显着的人体肌肉 ]

由于科学家在研究中创建的纤维功能完整，研究人员现在可以研究它们如何对各种治疗作出反应，Bursac说。

Bursac说：“通过能够形成功能性肌肉，我们可以真正研究各种参数，看看某些疗法是否可以改善肌肉力量和肌肉收缩。“我们希望这将比动物研究更具有预测性。”

布尔萨克指出，一些在小鼠身上发挥作用的药物对人体是有毒的。他说，拥有这种人造肌肉纤维将会简化新的安全治疗方法的开发。

不过，研究人员在实验室里生长的肌肉纤维很小。Bursac说，目前可生长的肌肉纤维的尺寸是有限的，因为生物工程师不能够创造足够长的容器来支撑比1厘米或2厘米大的样品。这阻碍了整个生物工程领域，他补充说。

他希望这种技术能够在未来使用，将患者的受损细胞重新设计成健康的细胞，并利用肌肉纤维提高患者的生活质量。

Bursac说：“由于我们的体型限制，我们不能用这个来治疗大的肌肉损伤。“但是如果有局部损伤，尤其是特定的肌肉，那么组织工程应用就可以用于局部修复肌肉。”