導讀干細胞與周圍細胞外環(huán)境的相互作用可促進組織可塑性。Fry及其同事報道了骨骼肌肌源性祖細胞(myogenic progenitor cells, MPCs)分泌含有miR-206的外泌體,通過抑制Rrbp1調(diào)節(jié)纖維形成細胞膠原表達。MPCs介導骨骼肌細胞外環(huán)境的調(diào)節(jié)對早期肌纖維生長是必要的。MPCs外泌體在你健身增?。醇∪馍硇苑蚀螅┻^程中發(fā)揮著防止細胞外基質(zhì)(ECM)的過度沉積、促進長期肌纖維肥大的重要作用。
外泌體資訊網(wǎng) 訊/ 在生長和修復期間,肌肉干細胞(稱為衛(wèi)星細胞)和骨骼肌中的細胞外基質(zhì)(ECM)之間的相互作用對于肌肉適應是至關重要的。衛(wèi)星細胞存在于肌纖維的肌膜和基底層之間,在激活時可通過自我更新或增殖產(chǎn)生能夠遷移到ECM中的肌原性祖細胞。肌肉ECM主要由存在于纖維之間的由肌肉成纖維細胞分泌到細胞間隙中的各種膠原亞型組成。有幾個研究組已經(jīng)發(fā)現(xiàn)間質(zhì)性肌肉niche在暴露于與肌肉生長和修復相關的外部刺激之后促進衛(wèi)星細胞的激活。具體來說,ECM的組成和機械性質(zhì)調(diào)節(jié)衛(wèi)星細胞活性和更新。雖然有證據(jù)表明肌肉可介導ECM產(chǎn)生的調(diào)節(jié),但激活的衛(wèi)星細胞和它們的衍生細胞——肌源性祖細胞(MPCs)——在肌肉適應期間對其細胞外niche的調(diào)節(jié)的作用很大程度上尚未探索。
通過基因操作將衛(wèi)星細胞去除會導致機械過載誘導肥大、修復和衰老期間肌肉ECM增加。使用tamoxifen可誘導的Pax7-DTA小鼠,前期實驗結(jié)果表明,在衛(wèi)星細胞去除的肌肉機械過載8周后,肥大減弱,伴隨著ECM含量的大量增加。與ECM含量的顯著增加一致,在肥大過程中,膠原基因在衛(wèi)星細胞去除的肌肉中過表達。在肌肉生長和修復期間,膠原產(chǎn)生的增加可為新生肌纖維和衛(wèi)星細胞提供支架;然而,不受控制的肌肉ECM的積累阻礙肌肉的修復和機械功能。因此,在適應期間肌肉ECM產(chǎn)生的精確調(diào)節(jié)是必需的,以確保肌肉的最佳功能。
體外研究表明MPCs積極分泌調(diào)節(jié)肌肉成纖維細胞ECM基因表達的因素,似乎并不依賴于轉(zhuǎn)化生長因子β(TGF-β)途徑。細胞間通信通過許多不同的機制介導,胞外囊泡(如外泌體)是細胞與細胞間通信中的重要參與者。外泌體含有宿主細胞衍生的RNA和蛋白質(zhì),并且已經(jīng)顯示能夠?qū)RNA和miRNA轉(zhuǎn)移到靶細胞。因此,外泌體通過MPC的分泌提供了迄今未被認識到的用于在肌肉重塑期間調(diào)節(jié)纖維形成細胞ECM產(chǎn)生的機制。這項研究的目的是闡明MPCs在肥大期間調(diào)節(jié)其細胞外環(huán)境的基礎機制,從而確定激活的衛(wèi)星細胞在骨骼肌重塑中的作用。(exosomemed.com)
在肌纖維肥大和ECM重塑的急性期衛(wèi)星細胞和肌肉中的纖維形成細胞之間的相互作用模式圖
衛(wèi)星細胞是成體骨骼肌中的主要干細胞群體,可被肥大性刺激激活,并在圍繞肌纖維的細胞外基質(zhì)(ECM)內(nèi)產(chǎn)生肌原性祖細胞(MPC)。該ECM主要由間質(zhì)纖維形成細胞分泌的膠原組成,在肥大和老化期間影響衛(wèi)星細胞活性和肌肉修復。來自美國肯塔基大學的研究闡明了MPCs與間質(zhì)纖維形成細胞之間的相互作用,可在肥大性刺激過程中確保適當?shù)腅CM沉積和最佳的肌肉重塑。在生長刺激的第一周期間,MPC依賴的ECM重塑足以使得長期的肌纖維肥大。MPCs分泌含有miR-206的外泌體,可抑制纖維形成細胞中膠原合成的主要調(diào)節(jié)劑Rrbp1,以防止ECM的過度沉積。這些研究結(jié)果揭示了骨骼干/祖細胞與其他細胞類型相互作用調(diào)節(jié)細胞外環(huán)境以保障組織維持和適應。(外泌體資訊網(wǎng) 訊)
該研究的亮點:
肌源性前體細胞(MPCs)可調(diào)節(jié)骨骼肌細胞外基質(zhì)MPCs通過融合非依賴途徑調(diào)節(jié)骨骼肌纖維的肥大MPCs外泌體miR-206通過靶向纖維形成細胞Rrbp1調(diào)節(jié)膠原的形成MPCs通過調(diào)節(jié)ECM的重塑在1周內(nèi)促進肌纖維的生長
參考文獻:
Fry, C. S., et al. (2016). "Myogenic Progenitor Cells Control Extracellular Matrix Production by Fibroblasts during Skeletal Muscle Hypertrophy." Cell Stem Cell. IF=22.387
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