研究背景
肌肉萎缩症是指与年龄相关的肌肉质量和功能丧失，伴有卫星细胞再生能力受损。尽管卫星细胞在肌肉再生中具有关键作用，但基于人类模型的研究仍属空白。本研究旨在建立人类多能干细胞（hPSC）衍生的骨骼肌类器官（hSkMO）模型，并探索睾酮治疗对肌肉萎缩的干预效果。
研究方法
通过二维轴旁中胚层诱导到三维成肌特化分步培养，建立三维骨骼肌类器官系统。采用TNF-α处理48小时建立急性炎症模型，持续TNF-α处理联合睾酮干预建立慢性肌肉萎缩模型。运用组织学、生化、分子和电生理学方法进行系统分析。
研究结果
类器官系统中轴旁中胚层祖细胞比例达T/BRA+ 82.04%、TBX6+ 78.18%，脊髓来源运动神经元与肌肉纤维形成功能性连接。单核RNA测序证实存在肌源性谱系（卫星细胞、成肌细胞、肌纤维）和神经谱系（中间神经元、运动神经元、雪旺细胞）。肌纤维厚度在第100天达到第50天的2倍（p<0.0001）。TNF-α处理后NF-κB信号通路显著激活（p<0.05），睾酮治疗使激活卫星细胞比例提升3.5倍（PAX7+/MYOD+ 7.97% vs 2.29%），肌肉纤维横截面积增加52%（987.1μm² vs 644.7μm²，p<0.01）。
研究结论
本研究首次成功构建了具有结构成熟性和神经-肌肉功能连接的人类骨骼肌类器官模型，为研究衰老相关肌肉萎缩的发病机制和开发治疗策略提供了可扩展的研究平台。该模型已申请专利保护，并为解析卫星细胞生物学特性和抗肌萎缩药物筛选奠定了技术基础。
关键词
衰老；人类多能干细胞；骨骼肌类器官；肌肉萎缩症；卫星细胞；睾酮
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