卫星细胞在骨骼肌损伤修复中的作用

卫星细胞在骨骼肌损伤修复中的作用 id=“artibody”> 摘要:骨骼肌损伤是一种常见的运动创伤，但是骨骼肌自然愈合时间一般较长，而且这种修复一般是不完全的;如何加快其愈合过程成为运动医学领域中迫切需要解决的问题。肌卫星细胞(musclesatellitecells)于1961年被Mauro等首次在蛙骨骼肌中发现，这种具有增殖和自我更新能力的成肌前体细胞被认为是骨骼肌修复中不可或缺的细胞。在骨骼肌损伤后，骨骼肌卫星细胞会被激活，然后卫星细胞进行增殖、分化、并与损伤部位的骨骼肌纤维融合，从而修复受损的骨骼肌。 关键词:肌卫星细胞;激活;增殖;迁移;综述文献 方法:利用计算机检索PubMed数据库20年之内的相关文献，检索词为“skeletalmusclesatellitecells”或“skeletalmuscleregeneration”，纳入标注:具有原创性的研究性论文，目的方法具有代表性。排除:重复性研究以及代表性不强的文献。 1.前言 对于骨骼肌损伤的机制并没有一致认同的结论，目前一般认为骨骼肌损伤后修复包括三个时期:坏死组织的清除、修复期和塑形期。在骨骼肌损伤后的修复期中，卫星细胞是关键性的细胞。在生长因子和受损肌纤维释放的信号作用下，位于损伤部位周围、处于静息状态下的卫星细胞被激活，然后迁移至骨骼肌损伤部位，通过增殖、分化，形成新的肌管并与肌纤维融合，从而完成骨骼肌的修复。因此弄清卫星细胞的激活、迁移、增殖和分化等一系列细胞行为，才能够为骨骼肌损伤后积极的治疗和合理的康复提供帮助和借鉴。 2.文献综述提炼 2.1卫星细胞的激活 早期的研究认为骨骼肌卫星细胞的激活可能与一系列自分泌/旁分泌因子有关，如IGF-I，FGF和HGF等。也有研究表明，NO和Notch信号在骨骼肌卫星细胞的激活过程中起着重要的作用。当骨骼肌卫星细胞处于静息状态下时，骨骼肌中的NOS(一氧化碳合成酶)可以合成NO，而NOS在运动、机械刺激或者肌肉损伤后会进行上调，增加NO的释放，从而激活骨骼肌卫星细胞。骨骼肌组织在NO作用下，能够引起雌激素抑制剂(Follistatin)的表达，它可以抑制肌肉生长抑制素(Myostatin)的表达，而Myostatin是一种骨骼肌形成的负向调节因子。Wozniak和Anderson等发现在敲除NOS的mdx鼠体内，卫星细胞激活的比例会明显上升，揭示骨骼肌卫星细胞的静息状态可能依靠NO维持的。在骨骼肌损伤后，Notch的配体(Delta)表达上调，从而激活骨骼肌卫星细胞。Notch配体与其Notch-1受体在静息的骨骼肌卫星细胞处相结合，激活肌肉转录调节因子。在骨骼肌损伤、卫星细胞激活后，对抗Notch-1作用的Numb蛋白表达将下降。在体和离体实验研究证明，Notch信号在维持骨骼肌的形态方面起着重要作用，调节着骨骼肌卫星细胞的细胞周期。NO和Notch信号在骨骼肌卫星细胞的激活过程中都有着重要的作用，然而，在骨骼肌卫星细胞的激活过程 中它们确切的引发机制是什么?它们是如何进行平衡调节的?这些目前还没有统一的定论。 id=“artibody”> 2.2卫星细胞的迁移 目前对于卫星细胞的迁移相关文献的报道较少，不过IGF-1和MGF等生长因子可以促进卫星细胞的迁移，但是其机制还需要进一步研究。在对成骨细胞迁移的研究中发现:JNK信号传导通路和P38、ERK激酶可以促进成骨细胞的迁移，抑制Akt蛋白的磷酸化，会削弱成骨细胞的迁移效果;敲除PTEN基因，发现成骨细胞的迁移效果显著提高，而PTEN基因抑制PI3K信号传导通路。那么影响卫星细胞迁移的信号通路是否跟成骨细胞的信号通路有相似之处呢,因此，对于影响卫星细胞迁移的信号传导通路还需要进一步的研究才能得到证实。 2.3卫星细胞的增殖分化 在肌卫星细胞发育过程中，可以观察到Myf5和MyoD的表达，并且在Myogenin和MRF4的作用下发生终末分化，形成肌管，最后发育为成熟的骨骼肌。肌卫星细胞在静息状态下，可以观察到Pax7的表达;同时在受到电刺激后出现的Pax7的表达显示卫星细胞重新回到静息状态下。这些研究结果都表明MRFs和Pax7调控着骨骼肌卫星细胞的分化。在一定程度上各种生长因子也对卫星细胞的增殖和分化进行着调控。IGF-I能够促进骨骼肌卫星细胞增殖和分化，同时，还影响MRFs的功能;FGF能够促进骨骼肌卫星细胞的增殖，且在达到最佳状态后增殖能力保持不变;HGF促进骨细胞增殖，但是抑制肌卫星细胞的分化;血小板源性生长因子(PDGF)，能促进骨骼肌卫星细胞的分化;转化生长因子(transforminggrowthfactorbeta，TGF-β)可能抑制骨骼肌卫星细胞的增殖和分 化。 3.结论 3.1NO和Notch信号在骨骼肌卫星细胞的激活过程中有重要的作用。 3.2IGF-I等生长因子会影响卫星细胞的迁移，但是具体机制还未研究清楚。 3.3骨骼肌卫星细胞在修复受损骨骼肌的过程中主要受到Pax和生肌调节因子的影响，各种生长因子也在一定程度上影响着卫星细胞的增殖和分化。 参考文献: [1]Relaix，F.andP.S.Zammit，Satellitecellsareessentialfor skeletalmuscleregeneration:thecellontheedgereturnscentre stage.Development，2012.139(16):p.2845-2856. [2]王琼.IGF-?与MGF对骨骼肌卫星细胞增殖及迁移的 影响，上海体育学院，2011.