骨骼肌失神经损伤后肌卫星细胞的研究进展(1)
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摘 要：骨骼肌卫星细胞的增殖分化是决定骨骼肌失神经损伤后修复的重要因素，从肌卫星细胞特性、失神经后卫星细胞的变化以及细胞因子的变化对卫星细胞影响的不同方面对近年来的研究做一综述。
关键词：卫星细胞；失神经；骨骼肌损伤；综述
中图分类号：R337
文献标识码：A
文章编号：1673-7717(2012)04-0715-03
Research Advance in Satellite Cells in Denervated Skeletal Muscle Injury
GUO Ru-bao,SHEN Guo-quan,ZHANG Xi-lin,YAN Jun-tao
(Tuina Department，Yueyang Hospital of Integrated Traditional Chinese and Western Medicine,Institute of Tuina，Institute of Shanghai Chinese Medicine, Shanghai 200437，China)
Abstract:This paper reviews the advances in muscle satellite cells in denervated skeletal muscle injury.
Key words:satellite cells；denervation；skeletal muscle injury；review
骨骼肌损伤是临床常见的一大类疾患，在骨骼肌损伤中，长期以来未受到重视的是伴随的神经分支受损。骨骼肌失神经支配损伤的防治一直是周围神经损伤修复研究的一大难题，尽管神经损伤的修复水平有了较大的提高，但其临床效果仍难以令人满意。因此，研究骨骼肌失神经中肌卫星细胞的变化特点，阐释骨骼肌失神经的萎缩过程，为骨骼肌再神经化争取更大的机会。
1 肌卫星细胞概述
肌卫星细胞(muscle satellite cells)于1961年被Mauro等首次在蛙骨骼肌中发现。骨骼肌细胞是由胚胎的生肌节和各处的间充质细胞分化而成，在肌膜和基膜之间有一种体积较小的扁平或立方形细胞，称为卫星细胞，被认为是保留在成年骨骼肌内具有增殖分化能力的肌源性干细胞[1]。既往的研究表明，肌卫星细胞在胚胎发育晚期即成为一种主要的生肌细胞群[2]。
肌卫星细胞是一种潜能细胞，是储备的成肌细胞，是肌组织的干细胞，能转化为成肌细胞，在骨骼肌细胞的生长和再生时增生，并提供肌细胞核，同时也在正常肌细胞转化中发挥重要作用。正常成熟骨骼肌的肌卫星细胞，是处于静止状态的，即专能干细胞处于未激活的状态[3]。静止期卫星细胞不表达定向成肌细胞的标志，但在特定的应激条件下，如负重锻炼、创伤等，可以被激活进入有丝分裂期、增殖期，并进一步分化融合形成肌管参与骨骼肌的修复[4-5]。
2 骨骼肌失神经损伤
2.1 骨骼肌病理生理 骨骼肌的营养及状态主要由支配该肌的神经调节，神经一旦损伤，其所支配的肌肉形态必会出现重量下降，肌纤维变细及胶原纤维增加等组织学变化。骨骼肌是周围神经系统的靶器官，其发生、结构和功能的维持均由神经支配和调节，一旦失去神经支配，骨骼肌的体积将很快缩小并失去收缩功能，肌纤维将逐渐萎缩[6]。
在肌肉生长过程中，神经系统调节肌纤维异构体的表达，对慢纤维的分化和维持尤其重要，失神经后引起胎儿期慢肌向快肌分化引起卫星细胞活性降低，导致肌肉纤维模式的重构[7]。而神经再生缓慢，当周围神经经过漫长的时间长久失神经时，肌肉的萎缩、纤维化、再生能力的下降，神经再支配的肌纤维数量减少或不能被再支配，造成了肌肉功能的丧失。研究表明，肌卫星细胞在没有神经支配的状况下，不能发育为成熟的肌纤维[8]。
2.2 失神经后卫星细胞变化 骨骼肌急性损伤后，由于治疗手段应用不当或是治疗不及时彻底，常常导致肌肉萎缩和再损伤。在肌肉发生损伤后24h内，可以发现卫星细胞，并且由于受到损伤刺激的影响，卫星细胞出现了细胞核增大、DNA合成增加、细胞质含量增多和细胞质密度升高的现象，这说明卫星细胞已经被激活，并开始表现出分裂和增殖[9]。 肌卫星细胞是骨骼肌再生的关键因素，当肌细胞受到损伤刺激时,卫星细胞即被激活并移行到肌纤维附近，形成大范围的增殖和分化[10]。失神经3周肌卫星细胞数量明显增加，但2个月后急剧下降，至4个月时含量已极低。当骨骼肌支配神经切断2～3个月时再神经化，增殖能力活跃的肌卫星细胞促使此时的萎缩肌功能恢复较好[11]。
骨骼肌损伤和失神经支配后细胞核增多，不是因高度分化的功能性肌纤维(肌细胞)分裂，而是肌膜与基膜之间低分化肌卫星细胞增殖所致[12]。由于无神经支配，再生的肌细胞不能分化发育为成熟的肌纤维，而再发生退变；较长时间失神经后再生的成肌细胞相互融合呈片状分布，未能发育为成熟的肌纤维。当肌细胞受到损伤刺激时,卫星细胞即被激活并移行到肌纤维附近，形成大范围的增殖和分化[10]。研究表明，激活的肌卫星细胞可跨越基膜形成并行的肌纤维，参与附近肌细胞增殖，替代损伤和变性的肌纤维[13-14]。反复的损伤会加重肌肉纤维化、增加疤痕形成，影响骨骼肌功能。
由于组织始终处于失神经状态，增殖分化的肌卫星细胞不能成熟，逐渐死亡及肌卫星细胞数量有限，导致肌卫星细胞最终不仅不能阻挡肌细胞进行性萎缩的趋势，并且数量急剧减少。肌肉失神经支配增加了肌卫星细胞对凋亡的敏感性，加速了骨骼肌发生萎缩[15]。肌卫星细胞数量减少甚至完全耗竭造成失神经肌肉不断萎缩[16]。萎缩的肌纤维和广泛的纤维化可能减少肌肉收缩的能力，引起不可逆的损伤[17]。长期失神经骨骼肌中肌卫星细胞死亡后无再生替代[18]。失神经后肌卫星细胞数量随着失神经时间的延长而迅速下降，但失神经支配早期，肌卫星细胞数量增加[19]，但不能发育成成熟的肌纤维，结果导致卫星细胞消耗，难以为萎缩的肌肉纤维补充细胞核[20]。
失神经支配下，肌卫星细胞再生形成类似肌管的结构属于非神经性，增殖的肌细胞可能在肌膜内融合成为不成熟的肌细胞，不会发育成为成熟骨骼肌；当失神经时间延长时，肌膜崩解，新形成的不成熟肌细胞亦发生退变，即没有神经支配下，新形成的肌细胞反复退变与再生，肌卫星细胞的数量迅速下降，最终导致其全部丧失[21]。因此失神经早期，由于退变肌纤维的基膜存在，由肌卫星细胞等成肌潜能的细胞增殖而来的细胞可能在基膜内融合为不成熟的肌细胞 ......
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