근위성 세포

Myosatellite cell
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근위성 세포
세부 사항
식별자
라틴어근위축성
THH2.00.05.2.01020
미세조영술의 해부학적 용어

위성세포나 근육줄기세포라고도 알려진 근위상세포는 성숙한 근육에서 발견되는 세포질이 거의 없는 작은 다발성 세포다.[1] 위성세포는 골격근세포의 전구체로서, 위성세포나 분화된 골격근세포를 발생시킬 수 있다.[2] 그들은 부모 근육 섬유에 추가적인 근핵을 공급하거나 대기 상태로 돌아갈 수 있는 잠재력을 가지고 있다.[3] 좀 더 구체적으로 말하면, 활성화되면 위성 셀이 세포 주기에 다시 들어가 근막으로 증식하고 분화시킬 수 있다.[4]

근위상세포는 근육섬유의 지하막과 사르코레마 사이에 위치하며,[5] 광섬유의 세로축에 평행 또는 횡방향으로 홈에 위치할 수 있다. 섬유에 대한 이들의 분포는 상당히 다를 수 있다. 휴식의 골격근과 결합하는 비증상적, 정지 상태의 근위상세포는 높은 핵-사이토플라즘 체적비, 적은 수의 오르간세포(예: 리보솜, 내소성 망막, 미토콘드리아, 골지 복합체), 작은 핵 크기, 다량의 핵종 사이의 구별되는 위치를 통해 식별할 수 있다.미오뉴클레아에 상대적인 귀 이질색화염 반면에, 활성화된 위성 세포는 동굴, 세포질 유기체의 수가 증가하고, 이질 색소 침착의 수치가 감소한다.[2] 위성 세포는 분화와 융합이 가능하여 기존의 근육섬유를 증가시키고 새로운 섬유들을 형성할 수 있다. 이들 세포는 알려진 가장 오래된 성인 줄기세포 틈새로 근육의 정상적인 성장과 함께 부상이나 질병에 따른 재생에 관여한다.

손상되지 않은 근육에서 대부분의 위성 셀은 대기 상태여서 구별되거나 세포 분열을 겪지 않는다. 기계적 변형에 대응하여 위성 전지가 활성화된다. 활성화된 위성 세포는 내생적인 분화를 겪기 전에 먼저 골격 근막으로 증식한다.[1]

구조

유전자 표식기

위성 세포는 많은 독특한 유전자 표지를 표현한다. 현재의 사고방식은 대부분의 위성세포가 PAX7과 PAX3를 표현한다는 것이다.[6] 머리 근육질의 위성 세포는 독특한 발달 프로그램을 가지고 있으며,[7] 팍스3 음성이다. 더욱이 대기 및 활성화된 인간 위성 세포는 세포 표면 당단백질인 막 결합 신경 세포 접착 분자(N-CAM/CD56/Leu-19)로 식별할 수 있다. 근소세포핵인자(MNF)와 c-met proto-oncerene(간세포 성장인자를 위한 수용체)는 일반적으로 덜 사용되는 표식이다.[2]

CD34와 Myf5 마커는 특히 대부분의 대기 위성 셀을 정의한다.[8] 활성화 위성 셀은 특히 활성화 정도에 따라 마커가 변함에 따라 식별하는 데 문제가 있음을 입증한다. 예를 들어, 더 큰 활성화는 증식 단계에 접어들면서 Pax7 표현식의 점진적인 손실을 초래한다. 그러나, Pax7은 위성 셀 분화 후에 눈에 띄게 표현된다.[9] 또한 더 큰 활성화로 인해 근세포 특이 유전자의 유도를 담당하는 MyoD, myogenin, MRF4의 내생성 기초 나선-허프-헬릭스 전사 인자의 발현이 증가하게 된다.[10] HGF 시험은 또한 활성 위성 셀을 식별하는 데 사용된다.[2] 활성화된 위성 세포도 분화하면서 데스민과 같은 근육 특유의 필라멘트 단백질을 발현하기 시작한다.

위성 세포 생물학 분야는 다른 줄기세포 분야와 같은 기술적 어려움을 겪고 있다. 연구는 거의 독점적으로 세포 혈통이나 행동에 대한 정보를 제공하지 않는 FACS(Flow Cytometry)와 형광 활성 세포 분류(Fluoroscence activated Cell sorting) 분석에 의존한다. 이와 같이 위성 셀 틈새의 정의가 상대적으로 잘못되어 있으며 여러 개의 하위 입력으로 구성되어 있을 가능성이 높다.

함수

근육수선

근육세포가 다치면 지하막 밑에서 대기권 위성세포가 배출된다. 활성화되어 다시 셀 사이클에 들어간다. 이러한 분열된 세포들은 새로운 (미토 이후) 근튜브를 형성하기 위해 내생적인 분화를 겪기 전에 "전달 증폭 풀"로 알려져 있다. 또한 이 세포들이 성장과 수리를 용이하게 하기 위해 기존의 근피버와 융합할 수 있다는 것을 암시하는 증거도 있다.[1]

근육 재생 과정은 세포외 기질의 상당한 리모델링을 수반하며, 광범위한 손상이 발생하는 경우 불완전하다. 근육 내 섬유질은 근육기능을 해칠 수 있는 흉터조직을 퇴적시켜 근위축의 병리학에서 중요한 부분을 차지하고 있다.

위성 세포는 근육 외상에[11] 이어 증식하며 태아의 근육 발달과 유사한 과정을 통해 새로운 근섬유종을 형성한다.[12] 몇 개의 세포 분열 후에, 위성 셀은 손상된 근튜브와 융합하기 시작하고 더 많은 차이와 성숙을 거치며, 홀마크에서와 같이 말초핵을 가지고 있다.[12] 인터넷 거버넌스 포럼-1에 대해 기술된 첫 번째 역할 중 하나는 위성 셀의 확산과 분화에 그것의 관여였다. 또한 골격근의 IGF-1 표현은 위성 세포 증식 활성화(Charkravarty, et al., 2000) 능력을 확장시켜 노화근육에 유익한 영향을 증가시키고 연장시킨다. [13] [14]

운동의 효과

위성 세포 활성화는 확산과 분화의 정도에 의해 측정된다. 전형적으로 위성 세포 함량은 근육 섬유당 또는 총 핵 함량의 백분율로 표현되며, 위성 세포 핵 및 근핵의 합이다. 운동에 대한 적응적 대응은 유전학, 나이,[2] 식이요법, 운동 적응, 운동량 등의 요인에 따라 개인별로 크게 다르지만, 인간 연구는 일반적인 경향을 보여주었다.

운동은 주변의 결합조직과 활성 골격근으로부터 염증물질, 사이토카인, 성장인자를 포함한 신호분자의 방출을 유발하는 것이 제안된다.[2] 특히 사이토카인 HGF는 질소산화물 의존 경로를 통해 세포외 매트릭스에서 근육으로 전달된다. HGF는 위성세포를 활성화하고 인슐린 유사성장인자-IGF-1(인슐린 유사성장인자-IGF-1)와 섬유질성장인자(FGF)는 활성화에 따른 위성세포 확산률을 높이는 것으로 평가된다.[15] 연구에 따르면 개인의 반응은 크게 다르지만 강도 높은 운동은 일반적으로 IGF-1의 생산을 증가시킨다는 것이 입증되었다.[16][17] 좀 더 구체적으로, IGF-1은 두 가지 등소 형태로 존재한다: 기계성장인자(MGF)와 IGF-IEA.[18] 전자가 활성화와 확산을 유도하는 반면 후자는 위성전지의 확산 분화를 초래한다.[18]

인간의 연구는 높은 저항력 훈련과 지구력 훈련 둘 다 위성 세포의 수를 증가시켰다는 것을 보여주었다.[9][19] 이러한 결과는 가벼운 지구력 훈련 요법이 나이와 관련된 위성 세포 감소를 억제하는 데 유용할 수 있음을 시사한다.[2] 높은 저항력 훈련에서 위성 셀의 활성화와 확산은 사이클린 D1 mRNA 및 p21 mRNA 레벨 증가에 의해 증명된다. 이는 사이클린 D1과 p21 상향조정이 세포의 분열과 분화와 상관관계가 있다는 사실과 일치한다.[3]

위성 세포 활성화도 연습 후 초구조적 수준에서 입증되었다. 유산소 운동은 자극받은 근육군의 과립내포체성 망막, 자유 리보솜, 미토콘드리아를 크게 증가시키는 것으로 나타났다. 게다가, 위성 세포는 새로운 근육 섬유를 개발하면서 근육 섬유와 융합하는 것으로 밝혀졌다.[20] 위성 세포가 활성화되었다는 다른 초구조적 증거로는 골지 기구와 노이로키토틱 방광체의 농도 증가를 들 수 있다.[21]

리서치

최소한의 자극만 받으면 체외 또는 체내 위성 세포는 내생적인 분화 프로그램을 거치게 된다.

안타깝게도 이식된 위성세포는 이동능력이 제한돼 있고, 전달지 지역에서만 근육을 재생할 수 있는 것으로 보인다. 이와 같이 전신적인 치료나 심지어 이런 식으로 근육 전체를 치료하는 것은 불가능하다. 그러나 과혈성, 조혈모세포 등 체내 다른 세포들은 모두 내생성 위성세포와 비슷한 방식으로 근육 수리에 기여할 수 있는 것으로 나타났다. 근육질환 치료에 이러한 세포형을 사용할 경우 시스템적으로 전달돼 자율적으로 부상 부위로 이동할 수 있다는 장점이 있다. 특히 최근 성공적이었던 것은 두첸 근위축증의 골든 리트리버 개 모델에 메수앙지오블라스틱 세포를 이식해 병을 효과적으로 치료한 것이다.[22] 그러나 사용된 표본의 크기는 상대적으로 작았고 그 이후 이 연구는 면역억제제 사용에 대한 적절한 통제가 부족하다는 비판을 받아왔다. 최근에는 Wnt/β-카테닌 매개 공정을 통해 섬유성 표현형을 채택해 세포 발현력이 피부 손상 치료에 기여하는 것으로 보고되고 있다.[23]

규정

위성 세포의 규제에 대해서는 거의 알려져 있지 않다. 현재 PAX3와 PAX7이 함께 최종 위성 표지를 형성하고 있지만, Pax 유전자는 전사 활성제가 불량하기로 악명 높다. Myf5, MyoD, Myogenin, MRF4 등 미생성 규제 요인들을 통한 미생성 프로그램 도입과 활성화의 역학 관계는 아직 결정되지 않았다.

위성 세포가 근스타틴이라고 불리는 단백질에 의해 부정적으로 조절된다는 것을 보여주는 연구가 있다. 근스타틴의 증가된 수치는 p21이라고 불리는 사이클린 의존성 키나아제 억제제를 상향 조절하여 위성 세포의 분화를 억제한다.[24]

참고 항목

참조

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외부 링크