东北大学的一组研究人员开发了一种简单的基于实验室的系统，用于培养能够剧烈收缩的人体肌肉细胞。该团队使用在《科学报告》杂志上描述的模型来研究来自散发性包涵体有丝分裂 (sIBM) 患者的肌肉细胞的特性。

sIBM 是一种退行性疾病，会导致肌肉逐渐变弱。它通常影响 50 岁以上的患者，主要影响手指和膝盖的肌肉。观察 sIBM 患者的肌肉细胞在运动过程中的工作方式对于更多地了解这种疾病至关重要。

这可以使用“体外运动模型”来实现，该模型包括在培养皿中生长称为肌管的细长肌肉细胞，并向它们施加电脉冲以模拟肌肉收缩的效果。然而，这些广泛使用的模型是有限的;人类肌管的收缩不是很好，因为它们的形状是扁平的，并且牢固地附着在它们生长的材料上。相比之下，从其他物种(例如小鼠)获得的肌管在相同条件下收缩得更强烈。

“我们着手开发一种新模型，它不仅可以帮助基础肌肉研究，还可以帮助诊断使用从患者活检样本中获得的肌肉细胞，这是非常有限的资源，”该大学副教授 Makoto Kanzaki 博士说东北大学生物医学工程研究生院。

为了帮助人类肌管的生长，研究人员使用从小鼠细胞系中提取的肌肉细胞来制造一群营养丰富的结缔组织。被称为“饲养细胞”的小鼠细胞提供必需的蛋白质以促进人体细胞的生长。他们使用这种方法来培育从 sIBM 患者获得的肌肉干细胞生长的人体肌管。

他们发现，在没有小鼠饲养细胞的情况下，人类肌管对电刺激的反应几乎没有收缩。然而，一旦加入小鼠细胞，人体肌管在电刺激时表现出明显的收缩相关活动。

研究人员使用了几种不同的成像技术来检查 sIBM 患者肌肉细胞的特性，并将它们与健康人的肌肉细胞进行比较。他们发现 sIBM 肌管具有与正常肌管基本相同的肌肉特性。两者都在电刺激下剧烈收缩，显示出称为肌节的肌纤维结构的发育，并提高了称为肌因子的骨骼肌蛋白水平。