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Large-scale isolation of human skeletal muscle satellite cells from post-mortem tissue and development of quantitative assays to evaluate modulators of myogenesis.

事実の分析組織からのヒトの骨格筋サテライト細胞の大規模な隔離と筋形成のモジュレーターを評価する定量的分析法の開発。

Published date

2013-1-24

Journal

J Cachexia Sarcopenia Muscle. 2013;

Author

Ian C Scott, Wendy Tomlinson, Andrew Walding, Beverley Isherwood, Iain G Dougall

Affiliation

Respiratory and Inflammation, Bioscience Department, AstraZeneca R&D Charnwood, Loughborough, UK, Scottia@medimmune.com.

Abstract

BACKGROUND: During aging, there is a decreased ability to maintain skeletal muscle mass and function (sarcopenia). Such changes in skeletal muscle are also co-morbidities of diseases including cancer, congestive heart failure and chronic obstructive pulmonary disease. The loss of muscle mass results in decreased strength and exercise tolerance and reduced ability to perform daily activities. Pharmacological agents addressing these pathologies could have significant clinical impact, but their identification requires understanding of mechanisms driving myotube formation (myogenesis) and atrophy and provision of relevant assays. The aim of this study was to develop robust in vitro methods to study human myogenesis. METHODS: Satellite cells were isolated by digestion of post-mortem skeletal muscle and selection using anti-CD56 MicroBeads. CD56(+) cell-derived myotubes were quantified by high content imaging of myosin heavy chains. TaqMan-polymerase chain reaction arrays were used to quantify expression of 41 selected genes during differentiation. The effects of activin receptor agonists and tumour necrosis factor alpha (TNFα) on myogenesis and gene expression were characterised. RESULTS: Large-scale isolation of CD56(+) cells enabled development of a quantitative myogenesis assay with maximal myotube formation 3 days after initiating differentiation. Gene expression analysis demonstrated expression of 19 genes changed substantially during myogenesis. TNFα and activin receptor agonists inhibited myogenesis and downregulated gene expression of muscle transcription factors, structural components and markers of oxidative phenotype, but only TNFα increased expression of pro-inflammatory markers. CONCLUSIONS: We have developed methods for large-scale isolation of satellite cells from muscle and quantitative assays for studying human myogenesis. These systems may prove useful as part of a screening cascade designed to identify therapeutic agents for improving muscle function.

 

背景老化の間、骨格筋量と機能(サルコペニア)を維持する減少した能力が、ある。
骨格筋のそのような変化は、癌、うっ血心不全と慢性閉塞性肺疾患を含む疾患の共存症でもある。
筋肉腫瘤の消失は、減少した強さと運動耐性に帰着して、日常活動を行う能力を減らした。
これらの病理に対処している薬物には有意の臨床影響があることができた、しかし、それらの同定は管状筋細胞形成(筋形成)と萎縮と関連した分析の供給をドライブしている機序の理解を必要とする。
本研究の目的は、人間の筋形成を調査するために強力な生体外方法を開発することであった。
方法サテライト細胞は、事実の分析骨格筋と選択を使用している抗CD56 MicroBeadsの消化によって分離された。
CD56(+)細胞由来の管状筋細胞は、ミオシン重鎖の高度な内容画像診断によって定量化された。
TaqMan-ポリメラーゼ連鎖反応配列は、分化の間、41の選択された遺伝子の発現を定量化するのに用いられた。
アクチビン受容体アゴニストの作用と筋形成と遺伝子発現に関するTNFアルファ(TNFα)は、特徴を描写された。
結果CD56(+)細胞の大規模な隔離は、分化を開始することの3日後に、最大管状筋細胞形成で定量的筋形成分析法の開発を可能にした。
遺伝子発現分析は、筋形成の間、実質的に変えられる19の遺伝子の発現を示した。
TNFαとアクチビン受容体アゴニストは筋形成を阻害して、酸化性表現型の筋肉転写制御因子、構造構成要素と標識の遺伝子発現を減少させた、しかし、TNFαだけは炎症誘発性標識の表示を増加させた。
結論:我々は、サテライト細胞の大規模な隔離のための方法を人間の筋形成を調査するために、筋肉と定量的分析から開発した。
これらのシステムは、筋肉機能を改善するために治療薬を特定するようになっているスクリーニング・カスケードの一部として役立つ可能性がある。


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