昨(21)日，韓國首爾延世大學(Yonsei University)基礎科學研究所與美國麻省理工學院(MIT)合作，於最新一期的學術期刊《Advanced Materials》中，發表一種結合直接細胞重編程、以及天然-合成材質混合支架的肌肉細胞再生模組，在大體積肌肉損失(volumetric muscle loss, VML)的老鼠模型中，有效修復了肌肉機能，可望為肌肉修復的再生醫學帶來新契機。
 
研究團隊表示，他們利用各種不同的轉譯因子，將患者的自體纖維母細胞(fibroblasts)，轉變為誘導肌原前驅細胞(induced myogenic progenitor cells, iMPCs)，將其作為肌肉組織修復工程的再生細胞。
 
選用的支架部分，則混合了合成材質與天然材質。合成材質部分，使用高生物相容性(biocompatibility)的聚己內酯(polycaprolactone, PCL)支架，透過熱延展(thermal drawing)強化經常使用的鹽洗(salt-leaching)程序，製作可客製化的PCL支架，兼顧結構的剛性(stiffness)、多孔性，並能貼合受損部位的結構。
 
此外，研究團隊還在PCL支架中，加入除去細胞的肌肉胞外基質水凝膠(decellularized muscle extracellular matrix hydrogel)，以模擬肌肉微環境。其為一種在臨床實務中，經常使用於VML治療的生物材料。
 
研究團隊表示，透過這項技術再生出來的肌肉纖維結構，不僅能展現出與原有肌肉組織相似的機械剛性、促進肌肉分化與延長排列，更能促進神經與血管新生，在機能性上修復肌肉。接下來還需要進一步的研究，以釐清此種混合結構促進肌肉再生的機制。
 
VML是指臨床上肌肉組織因外傷產生嚴重損傷，且肌肉復原的能力受到影響。目前治療VML的方法，是以自體肌肉皮瓣(flap)、或是以移植手術搭配物理治療等醫療介入，但手術程序常導致肌肉功能降低，在某些案例中甚至會出現移植失敗，因此需要其他的治療選項來重建肌肉損傷。
 
不過，肌肉修復的轉譯再生醫學，目前在取得可用性高的再生細胞、形塑出能夠貼合受損部位結構的再生組織上，仍有許多困難有待克服；此外在選用的材質上，也常常遇到天然材質機械性支持力不夠、合成材料和細胞或受損部位不契合的兩難。
 
參考資料：
https://phys.org/news/2021-02-bioengineered-hybrid-muscle-fiber-regenerative.html
 
(編譯/吳培安)