JCB:研究顯示女性肌肉乾細胞再生能力較卓越

2020-12-23 生物谷

    根據英國匹茲堡大學醫學中心（University  of  Pittsburgh  Medical  Center；UPMC）兒童醫院的研究者最新研究顯示，由女性肌肉中所分離出的幹細胞再生能力優於男性。這項結果於4月9日發表在Journal  of  Cell  Biology期刊中，是首次著眼於性別差異的幹細胞再生相關研究。  

   「這項發現對於以幹細胞為基礎的各項相關療法會帶來不小的影響。」幹細胞研究中心主任Johnny  Huard博士表示，「未來以幹細胞來發展組織再生藥物的相關應用時，應當視性別為一個重要的決定因素。」  

    研究者在找尋研究杜馨氏肌肉失養症（Duchene  muscular  dystrophy，DMD）等肌肉萎縮遺傳疾病療法時發現，分離的雌性個體幹細胞具有優良的再生新骨骼肌組織的能力。在給予患有DMD的實驗鼠分別注射雌性與雄性幹細胞之後，他們發現僅10%的注射雄性幹細胞老鼠其再生係數（regeneration  index，RI）超過200者，而注射雌性幹細胞者則高達40%。  

    「我們推測是雌性與雄性細胞對於周圍的氧化壓力承受能力不同；」匹茲堡大學醫學中心整形外科與生物工程學專家Deasy博士指出。對於許多無法再生的組織傷害，幹細胞是唯一的希望；這項研究無疑的]使幹細胞療法發展更往前跨展一步。


原始出處:

The Journal of Cell Biology, Vol. 177, No. 1, 73-86

Article

A role for cell sex in stem cell–mediated skeletal muscle regeneration: female cells have higher muscle regeneration efficiency

Bridget M. Deasy1,2,3, Aiping Lu3, Jessica C. Tebbets3, Joseph M. Feduska3, Rebecca C. Schugar3, Jonathan B. Pollett2,3, Bin Sun3, Kenneth L. Urish1,3, Burhan M. Gharaibeh2,3, Baohong Cao2,3, Robert T. Rubin5, and Johnny Huard1,2,3,4

1 Department of Bioengineering, 2 Department of Orthopaedic Surgery, 3 Stem Cell Research Center, Children's Hospital of Pittsburgh, University of Pittsburgh Medical Center, and 4 Department of Molecular Genetics and Biochemistry, University of Pittsburgh, Pittsburgh, PA 15260
5 Department of Psychiatry and Biobehavioral Sciences, University of California, Los Angeles, Los Angeles CA 90095

Correspondence to Johnny Huard: jhuard@pitt.edu

Abstract

We have shown that muscle-derived stem cells (MDSCs) transplanted into dystrophic (mdx) mice efficiently regenerate skeletal muscle. However, MDSC populations exhibit heterogeneity in marker profiles and variability in regeneration abilities. We show here that cell sex is a variable that considerably influences MDSCs' regeneration abilities. We found that the female MDSCs (F-MDSCs) regenerated skeletal muscle more efficiently. Despite using additional isolation techniques and cell cloning, we could not obtain a male subfraction with a regeneration capacity similar to that of their female counterparts. Rather than being directly hormonal or caused by host immune response, this difference in MDSCs' regeneration potential may arise from innate sex-related differences in the cells' stress responses. In comparison with F-MDSCs, male MDSCs have increased differentiation after exposure to oxidative stress induced by hydrogen peroxide, which may lead to in vivo donor cell depletion, and a proliferative advantage for F-MDSCs that eventually increases muscle regeneration. These findings should persuade researchers to report cell sex, which is a largely unexplored variable, and consider the implications of relying on cells of one sex.

Abbreviations used in this paper: ANOVA, analysis of variance; F-MDSC, female MDSC; GM, growth medium; MDSC, muscle-derived stem cell; M-MDSC, male MDSC; MyHC, myosin heavy chain; PD, population doubling; PDT, PD time; RI, regeneration index; ROS, reactive oxygen species; SCID, severe combined immunodeficiency.

 

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