超音波受器對肌母細胞增生與分化之影響

Abstract

近20年研究肌肉再生之研究多不勝數，無論是電刺激還是化學藥劑刺激以至超音波刺激，眾多研究皆發現不同的刺激方式能激發不一樣的內在調控，特別是肌肉再生，其中低能量脈衝超音波(LIPUS)引導C2C12肌母細胞之增生與分化皆有促進的效果。本實驗以C2C12肌母細胞做為體外培養之骨骼肌模型，透過比較不同能量之超音波以及時間，挑選最佳的參數對C2C12肌母細胞施打後能使其快速分化成肌管。 經由增生實驗比較出在每日刺激5分鐘、施打能量為23.12 mW/cm2後，C2C12肌母細胞的增生數量相對於控制組能有顯著差異，以此能量做西方墨點轉漬法分析也可得到超音波刺激的組別p-ERK含量也高於控制組。 為了瞭解其原因，我們嘗試透過鈣離子實驗(Calcium)去理解肌母及肌管不同的內在調控機制。透過3種不同的低能量脈衝超音波刺激參數(高聲壓與高聲流之混合條件、高聲流為主的條件以及高聲壓的條件)與抑制離子通道及GPCR後可得知肌管的鈣離子調控反應會因不同的條件以及對應之抑制劑而被抑制；肌母細胞則否，這表明在分化之過程中肌母的一些機械式受器(Mechanoreceptors)並無繼續被保留，某些機械式受器(Mechanoreceptors)也因功能性分化而有增多的現象。 最後根據鈣離子實驗之結果，對其下Src抑制劑去影響FAK等活性，對其施打比增生實驗更強之低能量脈衝超音波能量(61.52 mW/cm2)後做西方墨點轉漬法分析發現當其被抑制後p-ERK也會降低而未抑制的組別則會提高。使用微圖案(Micropattern)去限制C2C12肌母細胞生長的區域，固定其分化成肌管後的方向一致性，施打同樣的超音波能量後，對其做螢光染色分析分化過程中之肌管長度與核融合比例(Fusion index)後，發現兩者相較於控制組、超音波組皆有顯著的差異(p<0.001)。