肌肉病理学中涉及的细胞机制

骨骼肌拉伤是最常见的运动损伤之一，由肌肉过度拉伸应变引起，并影响肌肉束插入结缔组织（腱膜）的区域。 因此，它不是仅影响骨骼肌的损伤，而是骨骼肌腱膜界面。 遭受一次拉伤会大大增加再次受伤的风险，改变相关肌肉的生物力学并导致腱膜明显增大。 最近，研究人员发现异位脂肪在束内和肌原纤维内堆积。 骨骼肌中异位脂肪的堆积是一种退行性状态，主要被描述为肩袖损伤，它与较差的肩部功能评分相关。 同时，研究人员观察到拉伤后病理性肌肉腱膜中存在大量细胞，但尚不清楚这些细胞是什么类型。 因此，似乎至少有一些细胞是纤维/脂肪祖细胞 (FAP)，它们会导致劳损肌肉中的脂肪堆积，并且脂肪堆积可能是导致复发性损伤高风险的一个因素，以及其他医疗问题，如疼痛和功能下降，通常在拉伤后很长时间才会出现。

小腿的另一种常见损伤是完全跟腱断裂。 最近的数据显示，与未受伤的一侧相比，患者受伤的腿存在长期损伤。 此外，在完全跟腱断裂后，小腿肌肉脂肪变性已被报道，并且与患者预后不良有关。 最近，研究人员观察到跟腱断裂后患者小腿肌肉的脂肪浸润，这可能导致肌肉功能下降，从而导致患者预后不良。

尽管肌肉拉伤的发生率很高，但人们对拉伤后的细胞机制知之甚少。 此外，关于跟腱断裂后细胞组成和改变的文献很少。 十年前，根据干细胞抗原 1+、CD34+、血小板衍生生长因子受体 α (PDGFR α)+ 的存在，在骨骼肌间质空间中鉴定出一组名为纤维/脂肪祖细胞 (FAP) 的细胞. 除了它们在肌肉再生中的支持活动外，FAP 还具有采用脂肪形成或促纤维化表型的潜力。 尽管发生率很高，但尚未研究在劳损或跟腱断裂后骨骼肌和相关结缔组织的创伤性损伤和随后的生物力学变化是否会激活 FAP，以及这些细胞如何促进骨骼肌中的脂肪堆积.

假设：

1. 在肌肉拉伤和完全跟腱断裂后，病理骨骼肌中存在大量具有脂肪形成模式的纤维脂肪形成祖细胞 (FAP)。 研究人员假设，在拉伤后的急性期，具有脂肪形成特征的 FAP 数量已经增加，但在慢性期以及跟腱断裂后的肌肉中数量明显增加。
2. 机械线索是 FAP 表型漂移的主要驱动因素。 机械刺激的缺乏启动了幼稚 FAP 中脂肪形成途径的采用，而暴露于机械刺激的幼稚 FAP 将保持其未分化表型。
3. FAP 对软材料的粘附将激活脂肪形成表型的采用，而坚硬的材料将有利于从健康骨骼肌中分离出的幼稚 FAP 中纤维化程度更高的表型。

为了对此进行测试，研究人员将从拉伤后急性期（受试者组 A）或慢性期（受试者组 B）的受伤区域以及患有在纳入之前至少一年完全跟腱断裂（受试者组 C）。 在所有三组中，研究人员还将从与健康侧受伤肌肉相同的肌肉中提取少量组织样本。 此外，对侧健康的股外侧肌进行较大的肌肉活检，以比较病理性骨骼肌腱膜和健康骨骼肌之间的细胞组成和细胞概况。

为了测试机械刺激的重要性，将使用荧光激活细胞分选 (FACS) 对分离的肌肉细胞进行分选，然后在体外培养。 调查人员特别关注静态和动态紧张以及去紧张状态下的文化。

0.05 的 alpha 水平将被视为显着。 根据之前的数据，每组将招募 10 名参与者，使研究人员能够检测到受伤肌肉中 FAP 的估计加倍（主要结果）。 主要结果的功效分析导致每组 n = 4（α = 0.05， β=0.80, CV=72.4%），研究人员认为其具有临床相关性。 研究人员计划在每组中包括 10 名参与者，以便从 5 个个体获得足够的活检材料用于单核 RNA 测序和 5 个活检用于荧光激活细胞分选和随后的体外研究。