香港科技大学(科大)的研究人员创建了一个由双激光非线性光学显微镜组成的尖端平台，用于研究肌肉卫星细胞(MuSC)在肌肉再生过程中的动态。这一突破确定了MuSC在肌肉修复中行为的新机制，为开发肌肉相关疾病的靶向治疗策略铺平了道路。

骨骼肌的再生过程依赖于MuSC和各种细胞元件之间复杂的协作。在肌肉损伤期间，骨髓细胞随着MuSC的激活而迁移到伤口。先前的研究揭示了肌肉微环境中静止MuSC的形态异质性。这些细胞建立专门的细胞粘附和空间排列以维持其静止状态。

然而，缺乏适当的活体动物成像技术阻碍了MuSC与骨髓细胞相互作用的分析。

现在，科大电子及计算机工程学系瞿嘉楠教授的团队通力合作，开发了双激光多模态非线性光学显微镜平台，可对活体骨骼肌内的各种细胞类型和结构进行高分辨率成像，科大生命科学部吴振国教授的团队则贡献了他们在肌肉生物学和再生过程方面的专业知识。

利用这种创新的成像技术，他们的联合研究揭示了控制肌肉再生的复杂过程的新见解。有趣的是，这项研究挑战了非生肌细胞是MuSC激活的主要驱动因素的普遍观点。相反，研究小组发现MuSC具有感知和响应再生信号的固有能力，独立于非生肌细胞的外部信号。

该研究还调查了骨髓细胞，特别是巨噬细胞，在调节MuSC行为中的作用。人们发现巨噬细胞对于MuSC激活不是必需的，但在肌肉再生过程中对其增殖和分化起着至关重要的作用。巨噬细胞的减少导致再生过程中细胞分裂受损和纤维化增加，表明它们在促进有效肌肉再生方面的阶段依赖性作用。

此外，该研究还探索了非生肌细胞和MuSC之间的实时相互作用。研究发现，这些细胞类型之间的持续物理接触对于MuSC激活或细胞分裂来说并不是必需的。相反，来自非生肌细胞的旁分泌信号似乎可以调节MuSC增殖，强调了分泌因子在协调MuSC再生过程中的作用。

曲教授评论道：“这项研究利用先进的成像技术，对肌肉再生中复杂的细胞相互作用进行了全面的学术探索，揭示了MuSC行为的新方面。我们的研究结果有助于理解肌肉再生过程和潜在的复杂动力学。对于肌肉相关疾病的靶向治疗策略的开发具有重要意义。”

曲教授还强调了吴教授领导的团队的努力。他们对肌肉生物学和再生过程的深刻理解指导了研究的方向和解释。他们贡献了自己的专业知识，在活的报告小鼠上设计和进行实验，以及使用分子和细胞生物学技术分析MuSC的动态及其与非肌源性细胞的相互作用。

“曲教授的团队贡献了他们在光学成像技术、激光技术和计算分析方面的知识，创建了专门为这项研究量身定制的尖端成像平台。这项研究中工程和生命科学团队之间的合作代表了一种多学科方法“研究骨骼肌再生。通过将先进成像技术的技术技能与生物专业知识相结合，我们对所涉及的复杂细胞相互作用有了全面的了解。这种跨学科合作促进了创造性的问题解决，并促进了新方法和途径的开发。”吴。

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