熊本大学等发现“肌肉干细胞”的位置记忆是从胎儿时期就保留下来的

原标题：熊本大学等发现“肌肉干细胞”的位置记忆是从胎儿时期就保留下来的

6月10日，熊本大学宣布，研究发现，分布于全身的成体骨骼肌以及负责再生的“肌肉干细胞”，从胎儿期开始就保持着身体位置固有的信息(位置记忆)。

肌肉干细胞根据需要增殖以产生新的肌肉纤维（肌肉再生）（来源：联合新闻稿PDF）

这是以熊本大学 发育医学研究所的吉冈清研究员、长久弘（日本科学振兴会研究员PD）、北岛康夫助教（现 广岛大学 助教）、濑古大晖、土屋吉史、小野悠介 副教授为中心，京都府立大学生命与环境科学研究科研究生院的龟井康富 教授、九州大学 生物防御医学研究所野上顺平 助教和大川恭行 教授、医学研究院 医学化学领域的三浦史仁副教授、荒木启充助教、伊藤隆司 教授、以及病理控制内科领域的小川佳弘 教授、长崎大学医院 骨科的米仓明彦 医院副教授、冈崎成弘 助教，千叶恒 助教及口腔外科的千叶和大场诚悟 副教授、住田吉庆 副教授、朝比奈泉 教授、长崎大学齿药学综合研究科的伊藤公成 教授等的成果。详情发表在美国科学促进会出版的《Science Advance》上。

分布在全身的骨骼肌的大小和形状各不相同。通过这些复杂的动作，人可以做出各种各样的身体动作，保持姿势、呼吸、咀嚼、表达面部表情等，除了多方面的动作之外，还有胃等即使无意识也能自动活动的不随意肌等。

另一方面，已知作为顽固性肌肉疾病的肌营养不良症具有多种类型，并且症状在体内出现的位置因疾病类型而异。众所周知，由于衰老导致肌肉减弱的肌肉减少症不会在全身均匀发生。

回顾构成身体的骨骼肌根部，咀嚼肌等头部肌肉大部分来源于头部的胚层，而胫骨前肌等四肢肌肉则来源于体节，众所周知，在胎儿期的阶段，肌肉的基础细胞的起源是不同的，除此之外，胎儿期四肢肌和头部肌的发育，与发育起源相对应的特有分子机制有关。另一方面，成熟骨骼肌的特性取决于其出生后的身体位置的差异，尚未得到充分讨论。

因此，研究小组现在致力于通过调查骨骼肌和负责其再生的肌肉干细胞的“表观基因组状态”和基因表达模式来可视化身体的位置信息。

使用从成年小鼠的头部和后肢分离的骨骼肌和相关的肌肉干细胞，通过“DNA甲基化分析”研究表观基因组水平的位置特异性，结果发现“同源框”（Hox）的特征差异是在基因位点的DNA甲基化状态中，记忆（位置记忆）骨骼肌和肌肉干细胞在胎儿时期位置信息，通过DNA甲基化的表观基因组调节参与位置记忆。

位置记忆的可视化。在后肢肌肉干细胞和骨骼肌中观察到Hox-A基因座的DNA高甲基化和Hox-A基因簇的表达（来源：联合新闻稿PDF）

此外，在Hox-A基因中，在头部肌肉中完全不表达，将Hoxa10基因集中在所有四肢肌肉中，将来自后肢的Hoxa10基因表达的肌肉干细胞移植到不表达Hoxa10的头部肌肉中，结果在头部肌肉中检测出了Hoxa10基因的表达，来自后肢的肌肉干细胞即使进行了异位移植，也保持着位置记忆，存活在头部肌肉上。

通过肌肉干细胞异位移植获得位置记忆（来源：联合新闻稿PDF）

对此，在分析Hoxa10的功能时，证实Hoxa10缺乏导致后肢肌肉的再生受损，但完全不影响头部肌肉的再生，发现其机制是由于肌肉干细胞分裂过程中发生的异常染色体分布导致的基因组不稳定。

评估肌肉干细胞特异性Hoxa10缺陷小鼠的肌肉再生能力（来源：联合新闻稿PDF）

此外，使用人头部肌肉和下肢肌肉的肌肉干细胞进行分析的结果，Hox-A基因仅在下肢肌肉中表达，当Hoxa10基因的功能受到抑制时，观察到细胞分裂异常. 证实人类细胞与小鼠一样保留位置记忆。

人类肌肉干细胞已被证明可以保留基于Hox基因表达的功能性位置记忆，类似于小鼠（来源：联合新闻稿 PDF）。

研究小组希望这项研究揭示的肌肉干细胞位置记忆的功能方面将有助于阐明未来包括肌营养不良在内的各种肌肉疾病中所见症状的体位特异性机制。通过人为地控制细胞的位置记忆，或者适当地活用刻着位置记忆的细胞的性质，展开对肌肉疾病的再生治疗应用。

阐明肌肉疾病的病理位置特异性和应用位置记忆的移植/再生疗法的未来发展图（来源：联合新闻稿PDF）

近年来，研究团队解释说，虽然iPS细胞向各种组织祖细胞的分化诱导和大规模培养技术的发展正在取得进展，但并未考虑到诱导祖细胞的位置信息。这种肌肉干细胞位置记忆的概念，不仅是骨骼肌，对于促进全身分布的组织的有效再生医疗的开发也提供了新的视角。返回搜狐，查看更多

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