当身体的骨骼肌出现问题时，异常高的血糖(葡萄糖)水平会导致 2 型糖尿病，骨骼肌在调节葡萄糖方面起着关键作用。
科学家们正在使用体外(在培养皿中)骨骼肌工程来更好地了解糖尿病背后的复杂遗传和环境因素。这涉及将实验室培养的健康骨骼肌组织置于类似于糖尿病的状态——高葡萄糖和高胰岛素——或从糖尿病患者的肌肉干细胞中生长骨骼肌。
在Biophysics Reviews中，佐治亚理工学院和埃默里大学医学院的研究人员描述了骨骼肌工程在过去几十年中的显着进步。最近使用人类肌肉干细胞生长 3D 骨骼肌的发展使得探索人类糖尿病变得更加容易。
“我们可以使用实验室内生长的骨骼肌来捕捉和研究糖尿病疾病的特征，”共同作者 Christina Sheng 说。“此外，这些所谓的体外模型使研究人员能够发现治疗糖尿病的新药。许多科学家还试图通过这些模型更好地了解运动对糖尿病患者的益处。”
体外骨骼肌模型也导致了个性化医疗，其中个体患者的肌肉可以生长、研究和测试，以确定新药是否对他们有效。
通常，肌肉干细胞被收获、扩大数量并一起接种。然后它们融合在一起形成多核肌纤维，形成实验室培养的骨骼肌。
为了模拟糖尿病，研究人员用过量的糖、胰岛素、脂肪或促进炎症的细胞治疗实验室培养的骨骼肌，并研究这些因素如何影响骨骼肌健康。
“我们的生物混合系统实验室生长和锻炼骨骼肌，以研究肌肉在运动过程中分泌的健康蛋白质因子，”共同作者 Sung Jin Park 说。“这些蛋白质因子具有治疗糖尿病的潜力，这在全球范围内造成了越来越大的社会、经济和医疗负担。”
“用于运动和糖尿病研究的大多数骨骼肌体外模型都是二维的，”Park 说。“需要更多的努力来建立 3D 模型，以更好地模拟人类 3D 骨骼肌结构，从而进行更多可翻译的研究。”
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