摘要： 在一项新的研究中，研究人员将神经干细胞接种在骨骼肌的顶端而构造出一种独立的收缩性三维肌肉单元。相关研究结果将于2013年12月发表在Biomaterials期刊上。
在一项新的研究中，来自日本东京大学的研究人员将神经干细胞接种在骨骼肌的顶端而构造出一种独立的收缩性三维肌肉单元(muscle unit)。相关研究结果将于2013年12月发表在Biomaterials期刊上，论文标题为“Three-dimensional neuron–muscle constructs with neuromuscular junctions”。他们在这项研究中描述了如何通过化学手段激活神经元来促进这些对齐的肌纤维构造物收缩和产生巨大的力量。
培养真正的肌肉的关键步骤在于构建出功能性的神经肌肉接头(neuromuscular junctions, NMJs)。在自然生长的肌肉中，每个运动神经元产生大约2000个这些特殊的突触来控制在它影响下的肌纤维的收缩状态。研究人员发现在他们的构造物中存在NMJs而且也存在定位于肌肉中的乙酰胆碱受体(Acetylcholine receptor, ACh)，其中Ach是将控制信号传导到肌肉中所必需的。当他们加入谷氨酸来激活这些运动神经元时，这些肌肉以类似于生理学条件的方式进行收缩。换句话说，在肌肉组织中所产生的收缩力在一个方向是均匀对齐的，并且这些组织是以一种同步的方式进行收缩的。
为了制造出对齐的肌纤维束，研究人员利用聚合物(polydimethylsiloxane, PDMS, 聚二甲基硅氧烷)印章首先构建出一种条纹图案。肌纤维束的边缘被固定在玻璃上，这样就肌肉正确发育所必需的张力就能够得到维持。随后加入神经干细胞所形成的神经球，它们分化为能够将轴突延伸到肌肉中的成熟神经元。在肌肉发育期间，粘性的肌肉细胞相互融合而形成长的多核纤维，即肌管(myotube)。在这个关键步骤，不是每个细胞都能够存活下来，某些细胞最可能凋亡。
尽管取得不少进展，但是关于利用NMJs的有机体是如何精确地制造和优化NMJs仍然在很大程度上是个未知数。这项研究有助人们在体外构建出真正的NMJs。（作者：davidtower）
