外源性及内源性因素对骨骼肌卫星细胞增殖与分化的影响

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外源性及内源性因素对骨骼肌卫星细胞增殖与

分化的影响

来源：学术堂作者：韩老师

发布于：2016-03-04 共4721 字

骨骼肌是由高度分化的多核肌纤维构成的特殊组织类型，能够收缩产生力量和运动。成体骨骼

肌细胞永久失去有丝分裂能力，因此临床常见的多种骨骼肌原发及继发性损伤多为不可逆性病

变。特别是失神经支配后，肌肉会逐渐发生变性、萎缩、纤维化、失去收缩功能。即使后来神

经能再生，其功能恢复亦不理想，最终可导致躯体运动功能丧失，使伤者往往丧失劳动能力，

不仅影响自身的生存质量，还会给家庭和社会带来沉重的负担[1].成体骨骼肌的再生和修复主

要依赖于附着在肌纤维上的一类特殊的单核细胞亚群，即卫星细胞。深入探索卫星细胞在增殖

和分化方面的生物学特性，对于解释多种肌肉病变特别是失神经后肌萎缩的可能发病机制和寻

找有效的治疗方式具有重大意义。本文拟从卫星细胞的表面分子标志物、失神经支配后增殖和

分化的变化及体内外各种因素对其增殖分化的影响等方面做一综述。

　 1　卫星细胞概述

卫星细胞紧密附着于成熟肌纤维，特异性地位于肌纤维基底膜与肌膜之间[2],正常情况下处于

静息状态，在肌肉发生损伤时可被激活，进而增殖和分化，形成具有融合性的肌母细胞。肌母

细胞可与已有肌纤维融合，也可互相融合，使肌肉完全再生[3-4].个体终生会经过多次骨骼肌纤

维再生，但卫星细胞数量仍能保持稳定，这一事实表明，卫星细胞同时具有自我复制和分化能

力，即组织干细胞特性[5-6].

卫星细胞是肌源性干细胞的一种。肌源性干细胞异质性较高，具有多向分化潜能，可分为多个

亚群，如卫星细胞、侧群细胞等，不同亚群的细胞表面标志物表达、成肌转录因子诱导和体内

外增殖特点均存在差异。其中，卫星细胞所占比例最大，是已经得到公认的肌源性干细胞，在

成年动物体内负责肌肉的损伤后修复和再生[7-8].多项研究显示，从正常小鼠骨骼肌中分离得到

的卫星细胞能够在患有肌营养不良的mdx 小鼠中存活，一方面增殖保持干细胞数量，一方面分

化形成新生肌纤维，修复骨骼肌损伤，增加mdx 小鼠的骨骼肌重量和收缩力[5,9-10].

　 2　不同状态卫星细胞的特异性表面分子标志物

卫星细胞的干细胞特性对于成年个体的肌组织损伤修复和再生有着非常重要的意义。为了更好

地研究其生物学特性，找到鉴别和分离纯化卫星细胞的特异性标志物至关重要。自 1961 年卫

星细胞首次被发现和描述以来，许多细胞表面蛋白都曾被认为是卫星细胞的标志分子，包括

CD34、Sca-1、M-cadherin 和c-met 等[11-13],但由于这些分子也表达于其他间充质干细胞来源

的细胞类型，因此特异性并不高。目前已经形成的共识是，在成年啮齿类动物中 Pax7（paired-

box transcription factor 7）的表达是具有肌源性细胞分化潜能的卫星细胞的特异性标志。Pax7

是配对盒转录因子家族中的成员之一，在静息和活化的卫星细胞核内均有表达，但在静息卫星

细胞中表达含量最高，随着卫星细胞的活化、分化和成熟而逐渐下调[14].研究显示，Pax7 是卫

星细胞存活和发挥肌源性干细胞功能不可或缺的条件。在 Pax7 基因缺失的小鼠体内，卫星细

胞几乎完全缺失，应该由卫星细胞介导的出生后骨骼肌生长表现出严重缺陷，侧群细胞数量虽

不受影响，但只表现出造血细胞分化潜能而不能向肌源性细胞方向分化，导致小鼠多在 2周内

死亡[15].因此，越来越多的研究将 Pax7 作为识别卫星细胞的特异性标志物[6,16].

在卫星细胞活化、分化的过程中，Pax7 表达逐渐下调，而肌分化抗原（myogenic differentiation

antigen, MyoD）表达则逐渐上调。文献报道，Pax7 在静息和活化的卫星细胞中均有表达，而

MyoD 主要表达于活化的卫星细胞[9-10].MyoD 为肌源性细胞特异性表达的一种转录因子，属

于成肌调节因子家族（muscle regulatory facors,MRFSs）。MyoD 缺陷的小鼠肌卫星细胞自我复

制不受影响，但无法进入分化阶段，因此将导致肌纤维修复能力障碍[17-18].有人认为，静息状

态下的卫星细胞为 Pax7+/MyoD-;当卫星细胞进行自我复制时变为 Pax7+/MyoD+;进入活化阶段

后，Pax7 表达下调，表面标志物表达谱变为 Pax7±/MyoD+;最终，分化进入晚期阶段，Pax7-/

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摘要：

外源性及内源性因素对骨骼肌卫星细胞增殖与分化的影响来源：学术堂作者：韩老师发布于：2016-03-04共4721字骨骼肌是由高度分化的多核肌纤维构成的特殊组织类型，能够收缩产生力量和运动。成体骨骼肌细胞永久失去有丝分裂能力，因此临床常见的多种骨骼肌原发及继发性损伤多为不可逆性病变。特别是失神经支配后，肌肉会逐渐发生变性、萎缩、纤维化、失去收缩功能。即使后来神经能再生，其功能恢复亦不理想，最终可导致躯体运动功能丧失，使伤者往往丧失劳动能力，不仅影响自身的生存质量，还会给家庭和社会带来沉重的负担[1].成体骨骼肌的再生和修复主要依赖于附着在肌纤维上的一类特殊的单核细胞亚群，即卫星细胞。深入探索卫星...

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