研究背景
骨骼肌再生過程由肌肉駐留干細胞——肌肉衛(wèi)星細胞（MuSCs）主導(dǎo)。當(dāng)肌肉組織受損時，MuSCs能夠迅速響應(yīng)環(huán)境信號，被激活進入細胞周期，進而增殖并分化為肌細胞，最終融合形成新的肌纖維。已有研究表明，該過程伴隨MuSCs在代謝、轉(zhuǎn)錄、翻譯及形態(tài)結(jié)構(gòu)等方面的多重狀態(tài)變化，然而MuSCs從靜息狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榧せ顮顟B(tài)的具體機制尚不明確。
內(nèi)容摘要
日本靜岡大學(xué)研究人員近期發(fā)現(xiàn)，離子通道TRPM7通過介導(dǎo)Mg2?內(nèi)流從而觸發(fā)MuSCs的激活，揭示了肌肉損傷再生過程中的MuSCs激活分子機制，為肌肉再生研究及相關(guān)損傷治療提供了重要的分子機制與潛在介入策略。
研究結(jié)果
1. TRPM7缺失導(dǎo)致小鼠肌肉再生障礙
研究者發(fā)現(xiàn)TRPM7在MuSCs中高表達，同時損傷環(huán)境下MuSCs內(nèi)Mg2?濃度升高。通過注射心臟毒素（CTX）構(gòu)建小鼠脛前肌損傷模型，作者發(fā)現(xiàn)與對照組相比，TRPM7敲除小鼠在損傷后肌肉再生能力顯著降低，具體表現(xiàn)為肌纖維橫截面積減小、再生肌肉組織重量下降、再生標(biāo)志物eMyHC表達下調(diào)以及Pax7陽性的MuSCs數(shù)量減少。
2. TRPM7調(diào)控MuSCs細胞周期與肌生成
為進一步探究TRPM7功能，作者使用索尼MA900細胞分選儀分離MuSCs并進行RNA-seq分析。結(jié)果顯示TRPM7缺失后，細胞周期相關(guān)基因（如Cdk1、Cdk4）表達下調(diào)，肌生成調(diào)控因子（如MyoD、Myog）表達降低，線粒體功能相關(guān)基因表達也受損。通過免疫熒光實驗進一步檢測肌肉再生及細胞周期標(biāo)志物發(fā)現(xiàn)，TRPM7缺失小鼠中MuSCs的Ki67、EdU、Cyclin D及pRb信號顯著減弱，表明TRPM7缺失影響了MuSCs的細胞周期進程與增殖能力。
3. TRPM7缺失導(dǎo)致MuSCs激活障礙
靜止期突起是未激活MuSCs的典型形態(tài)特征，細胞激活后這些突起會回縮。作者通過觀察和統(tǒng)計發(fā)現(xiàn)TRPM7缺失或Mg2?缺乏均導(dǎo)致MuSCs無法正常激活，其靜止期突起保留比例顯著升高。進一步研究顯示，TRPM7缺失還會影響pERK和RhoA的表達，提示TRPM7在MuSCs激活過程中參與調(diào)控MAPK信號通路。
4. Mg2?補充可挽救TRPM7缺失表型
為驗證TRPM7是否通過Mg2?調(diào)控MuSCs激活，研究人員對TRPM7敲除小鼠的肌纖維樣本進行Mg2?補充處理。結(jié)果顯示，補充Mg2?后MuSCs增殖能力顯著恢復(fù)，EdU陽性細胞數(shù)量增加，MyoD和CyclinD1表達水平回升。同時，pS6表達上升，細胞大小恢復(fù)正常，表明細胞生長狀態(tài)得到改善。
研究中MA900分選精彩應(yīng)用
1. 從肌肉組織中分選MuSCs
本研究基于在體小鼠肌肉損傷模型探索MuSCs的激活機制，從肌肉組織中分離獲得高純度、高活性MuSCs是研究深入的前提和基礎(chǔ)。作者使用MA900智能流式分選儀成功分選出高純度、高活性的MuSCs，用于后續(xù)培養(yǎng)及多種標(biāo)志物檢測，從而深入解析細胞功能狀態(tài)的變化，體現(xiàn)了MA900精確優(yōu)異的高純分選和細胞活性保持能力。
2. 胞內(nèi)離子濃度檢測
作者借助MA900對MuSCs進行鋅、鈣和鎂離子細胞內(nèi)染色分析，探測MuSCs在損傷激活過程中離子濃度的動態(tài)變化，展現(xiàn)了MA900精確且高靈敏度的信號檢測與分辨能力。
總結(jié)
本研究旨在探索MuSCs在損傷條件下的激活機制。作者發(fā)現(xiàn)，TRPM7通過調(diào)控Mg2?內(nèi)流觸發(fā)MuSCs的激活，并影響其后續(xù)的細胞周期進程與增殖能力，在肌肉纖維的損傷修復(fù)與再生進程中發(fā)揮關(guān)鍵作用。該研究為揭示MuSCs激活機制和探索肌肉損傷治療策略提供了重要數(shù)據(jù)支持。在研究過程中，MA900憑借其高純度、高活性的分選性能以及高靈敏度的信號檢測分辨能力，為MuSCs相關(guān)研究提供了精確可靠的流式分析分選技術(shù)保障。
