肌肉模型模拟糖尿病,告知个性化医疗
当人体的骨骼肌在调节葡萄糖方面起着关键作用时,异常的高血糖(葡萄糖)水平会导致2型糖尿病。
科学家们正在使用体外(在培养皿中)骨骼肌工程来更好地了解复杂的遗传和遗传环境因素潜在的糖尿病。这包括将实验室培养的健康骨骼肌组织置于类似糖尿病的状态葡萄糖以及来自糖尿病患者肌肉干细胞的高胰岛素或生长的骨骼肌。
在生物物理学评论,来自佐治亚理工学院和埃默里大学医学院的研究人员描述了骨骼肌工程在过去几十年里如何取得了重大进展。最近,利用人体肌肉干细胞培育3D骨骼肌的研究进展使探索人类糖尿病变得更加容易。
合著者Christina Sheng说:“我们可以使用实验室培养的骨骼肌来捕捉和研究糖尿病疾病的特征。”此外,这些所谓的体外模型使研究人员能够发现治疗糖尿病的新药。许多科学家也在试图更好地理解其中的原因锻炼通过这些模型对糖尿病患者有益。”
体外骨骼肌模型也导致了个性化医疗,在这种情况下,单个患者的肌肉可以生长、研究和测试,以确定新的药物是否对他们有效。
通常,肌肉干细胞被收获,数量增加,并一起播种。然后它们融合在一起形成多核肌纤维,形成实验室培养的骨骼肌。
为了模拟糖尿病,研究人员用过量的糖、胰岛素、脂肪或促进炎症的细胞治疗实验室培养的骨骼肌,并研究这些因素如何影响骨骼肌健康。
合著者Sung Jin Park说:“我们的生物混合系统实验室培养和锻炼骨骼肌,以研究肌肉在运动中分泌的健康蛋白质因子。”“这些蛋白质因子有治疗糖尿病的潜力,糖尿病在世界范围内造成了越来越大的社会、经济和医疗负担。”
Park说:“大多数用于运动和糖尿病研究的骨骼肌体外模型都是二维的。”“我们需要更多的努力来构建3D模型,以更好地模拟人类的3D骨骼肌结构,从而进行更多可翻译的研究。”