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近日，一項刊登于國際雜志eLife上的研究論文中，來自杜克大學的研究人員首次在實驗室中開發出了可以收縮并外界刺激產應的人工骨骼肌，這種人工骨骼肌或可幫助研究人員進行藥物的測試及研究一些人類機體的肌肉功能。 研究者Nenad Bursac說道，本文研究的亮點在于其可以為臨床試驗提供幫助，后期我們就可以在不危害患者健康的前提下來檢測藥物的效用和安全性;首先研究者以可以生長但不能分化產生肌肉組織的干細胞出發進行研究，隨后研究人員將這種肌源性的前體細胞擴大了1000倍，并將其作為填滿凝膠的3D支架來幫助生成排列整齊的肌肉纖維組織。 為了觀察這些肌肉組織是否可以用作醫學檢測，研究者Bursac教授研究了它們對一系列藥物的反應，包括用于降膽固醇的他汀類藥物和藥物克侖特羅，后者是一種標簽外使用的運動員增強劑藥物。這些藥物的效應可以同患者進行匹配，他汀類藥物具有劑量依賴性效應，其可以引發脂肪積累;而克侖特羅則可以表現出狹窄的效應，增加肌肉收縮，這兩種藥物的作用可以在人類機體中被記錄下來，但克侖特羅在任何劑量下都不會損傷嚙齒類動物的肌肉組織，其可以促進實驗室條件下的人工肌肉組織表現出真正的人類反應。 研究者Bursac說道，我們的目的就是利用這種方法開發針對病人的個體化療法，目前可以利用每個病人的活檢組織來培養出新型的肌肉來用于檢測樣本或者在實驗室條件下研究藥物是否適合于每一位患者。盡管當前研究離目標有些遙遠，但是研究者希望通過更多的研究來講藥物在患者機體中的作用同其在實驗室生長的肌肉組織中聯系起來，如今研究人員正在利用誘導多能干細胞來替代活檢組織開發可以收縮的人類肌肉組織。 目前有許多疾病，比如杜興氏肌肉營養不良癥，研究者很難取得該疾病的肌肉活檢組織進行檢測，但是如果研究者可以利用誘導多能干細胞來分化形成可供檢測的肌肉組織，那么或許有一天可以幫助開發治療該疾病的新策略。相關研究由美國國立衛生院等機構提供資助。 原文標題：Bioengineered human myobundles mimic clinical responses of skeletal muscle to drugs Lauran Madden, Mark Juhas, William E Kraus, george A Truskey, Nenad Bursac Existing in vitro models of human skeletal muscle cannot recapitulate the organization and function of native muscle, limiting their use in physiological and pharmacological studies. Here, we demonstrate engineering of electrically and chemically responsive, contractile human muscle tissues ('myobundles') using primary myogenic cells. These biomimetic constructs exhibit aligned architecture, multinucleated and striated myofibers, and a Pax7+ cell pool. They contract spontaneously and respond to electrical stimuli with twitch and tetanic contractions. Positive correlation between contractile force and GCaMP6-reported calcium responses enables non-invasive tracking of myobundle function and drug response. During culture, myobundles maintain functional acetylcholine receptors and structurally and functionally mature, evidenced by increased myofiber diameter and improved calcium handling and contractile strength. In response to diversely acting drugs, myobundles undergo dose-dependent hypertrophy or toxic myopathy similar to clinical outcomes. Human myobundles provide an enabling platform for predictive drug and toxicology screening and development of novel therapeutics for muscle-related disorders. 作者：Lauran Madden
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