供体来源人类骨骼肌类器官平台再现胰岛素作用及运动适应性的关键特征

《Molecular Metabolism》：Functional primary human 3D skeletal muscle models enable exercise and metabolic research

【字体：大中小】 时间：2026年11月15日 来源：Molecular Metabolism 6.3

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　　摘要人体骨骼肌是胰岛素刺激下葡萄糖代谢的主要场所，也是运动诱导代谢益处的关键介质，然而能够保持代谢和运动反应能力的动物模型仍然较为有限。我们利用基于胶原蛋白的细胞外基质和无血清IGF1诱导的分化方法，从供体来源的CD56+肌母细胞中培养出了原代人类骨骼肌类器官。这些类器官形成了包

摘要

人体骨骼肌是胰岛素刺激下葡萄糖代谢的主要场所，也是运动诱导代谢益处的关键介质，然而能够保持代谢和运动反应能力的动物模型仍然较为有限。我们利用基于胶原蛋白的细胞外基质和无血清IGF1诱导的分化方法，从供体来源的CD56+肌母细胞中培养出了原代人类骨骼肌类器官。这些类器官形成了包含氧化型与糖酵解型肌管的收缩性组织，表现出增强的线粒体呼吸功能、胰岛素刺激下的葡萄糖摄取能力以及可重复的力量生成能力。电脉冲刺激能够激活AMPK信号通路，增加葡萄糖利用率和乳酸生成，并上调多种与运动相关的基因（如NR4A3和PPARGC1A）。值得注意的是，体外运动引起的转录反应与来自同一供体的骨骼肌活检样本中的急性运动反应结果高度吻合。此外，这些类器官还能够在TGF-β1和二甲双胍的作用下检测到骨骼肌功能受损的现象，而睾酮处理则能提高其力量生成能力。这些研究结果表明，我们建立的供体来源的人类骨骼肌类器官平台能够再现胰岛素作用及运动适应性的关键特征，为骨骼肌代谢、运动反应性及相关糖尿病治疗机制的研究提供了有力工具。

德国蒂宾根大学医院临床化学与病理生物化学研究所，诊断实验室医学系，72076 蒂宾根