近日，一项刊登于国际杂志eLife上的研究论文中，来自杜克大学的研究人员首次在实验室中开发出了可以收缩并外界刺激产应的人工骨骼肌，这种人工骨骼肌或可帮助研究人员进行药物的测试及研究一些人类机体的肌肉功能。

研究者Nenad Bursac说道，本文研究的亮点在于其可以为临床试验提供帮助，后期我们就可以在不危害患者健康的前提下来检测药物的效用和安全性;首先研究者以可以生长但不能分化产生肌肉组织的干细胞出发进行研究，随后研究人员将这种肌源性的前体细胞扩大了1000倍，并将其作为填满凝胶的3D支架来帮助生成排列整齐的肌肉纤维组织。

为了观察这些肌肉组织是否可以用作医学检测，研究者Bursac教授研究了它们对一系列药物的反应，包括用于降胆固醇的他汀类药物和药物克仑特罗，后者是一种标签外使用的运动员增强剂药物。这些药物的效应可以同患者进行匹配，他汀类药物具有剂量依赖性效应，其可以引发脂肪积累;而克仑特罗则可以表现出狭窄的效应，增加肌肉收缩，这两种药物的作用可以在人类机体中被记录下来，但克仑特罗在任何剂量下都不会损伤啮齿类动物的肌肉组织，其可以促进实验室条件下的人工肌肉组织表现出真正的人类反应。

研究者Bursac说道，我们的目的就是利用这种方法开发针对病人的个体化疗法，目前可以利用每个病人的活检组织来培养出新型的肌肉来用于检测样本或者在实验室条件下研究药物是否适合于每一位患者。尽管当前研究离目标有些遥远，但是研究者希望通过更多的研究来讲药物在患者机体中的作用同其在实验室生长的肌肉组织中联系起来，如今研究人员正在利用诱导多能干细胞来替代活检组织开发可以收缩的人类肌肉组织。

目前有许多疾病，比如杜兴氏肌肉营养不良症，研究者很难取得该疾病的肌肉活检组织进行检测，但是如果研究者可以利用诱导多能干细胞来分化形成可供检测的肌肉组织，那么或许有一天可以帮助开发治疗该疾病的新策略。相关研究由美国国立卫生院等机构提供资助。

原文标题：Bioengineered human myobundles mimic clinical responses of skeletal muscle to drugs

Lauran Madden, Mark Juhas, William E Kraus, george A Truskey, Nenad Bursac

Existing in vitro models of human skeletal muscle cannot recapitulate the organization and function of native muscle, limiting their use in physiological and pharmacological studies. Here, we demonstrate engineering of electrically and chemically responsive, contractile human muscle tissues ('myobundles') using primary myogenic cells. These biomimetic constructs exhibit aligned architecture, multinucleated and striated myofibers, and a Pax7+ cell pool. They contract spontaneously and respond to electrical stimuli with twitch and tetanic contractions. Positive correlation between contractile force and GCaMP6-reported calcium responses enables non-invasive tracking of myobundle function and drug response. During culture, myobundles maintain functional acetylcholine receptors and structurally and functionally mature, evidenced by increased myofiber diameter and improved calcium handling and contractile strength. In response to diversely acting drugs, myobundles undergo dose-dependent hypertrophy or toxic myopathy similar to clinical outcomes. Human myobundles provide an enabling platform for predictive drug and toxicology screening and development of novel therapeutics for muscle-related disorders.

作者：Lauran Madden 

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