肌細胞
簡介
肌細胞亦稱肌肉細胞。是動物體內能動的、收縮性的細胞的總稱。肌細胞細而長，又稱肌纖維，但不同於結締組織中的纖維。肌細胞內含有肌原纖維，形成顯微鏡下所見的縱紋。肌細胞能縮能舒，不同於其它所有組織，是機體器官運動的動力源泉。
收縮功能
人體各種形式的運動，主要是靠一些肌細胞的收縮活動來完成的。例如，軀體的各種運動和呼吸動作由骨骼肌的收縮來完成；心臟的射血活動由心肌的收縮來完成；一些中空器官如胃腸、膀胱、子宮、血管等器官的運動，則由平滑肌的收縮來完成。不同肌肉組織在功能和結構上各有特點，但從分子水平來看，各種收縮活動都與細胞內所含的收縮蛋白質，主要與肌凝蛋白和肌纖蛋白的相互作用有關；收縮和舒張過程的控制，也有某些相似之處。最充分的骨骼肌為重點，說明肌細胞的收縮機制。
骨骼肌是體內最多的組織，約占體重的40%。在骨和關節的配合下，通過骨骼肌的收縮和舒張，完成人和高等動物的各種軀體運動。骨骼肌由大量成束的肌纖維組成，每條肌纖維就是一個肌細胞。成人肌纖維呈細長圓柱形，直徑約60μm，長可達數毫米乃至數十厘米。在大多數肌肉中，肌束和肌纖維都呈平行排列，它們兩端都和由結締組織構成的腱相融合，後者附着在骨上，通常四肢的骨骼肌在附着點之間至少要跨過一個關節，通過肌肉的收縮和舒張，就可能引起肢體的屈曲和伸直。人們的生產勞動、各種體力活動等，都是許多骨骼肌相互配合的活動的結果。每個骨骼肌纖維都是一個獨立的功能和結構單位，它們至少接受一個運動神經末梢的支配，並且在體骨骼肌纖維只有在支配它們的神經纖維有神經衝動傳來時，才能進行收縮。因此，人體所有的骨骼肌活動，是在中樞神經系統的控制下完成的。[1]
結構特點
肌細胞的結構特點是細胞內含有大量的肌絲，具有收縮運動的特性，是軀體和四肢運動和體內消化、呼吸、循環、排泄等生理活動的動力來源。肌細胞內的基質稱「肌漿」，肌細胞的內質網稱肌漿網，肌細胞的細胞膜稱「肌膜」。肌纖維之間有少量結締組織、血管、淋巴管及神經在構成肌肉組織時，各肌肉細胞一般外形為紡錘狀乃至纖維狀，特稱為肌（肉）纖維。海綿動物雖然缺乏肌肉組織，但硅角海綿類除體表的扁平上皮細胞多少有點收縮性外，在體表流出孔的周圍，存在着稱為肌細胞（myocyte）的長紡錘形的收縮性細胞。此外，鈣質海綿類的小孔細胞也有收縮性。這些和某種原生動物細胞的整體都能收縮共同構成了肌細胞的萌芽形態。發展到腔腸動物，水螅型的外胚葉細胞層中具有上皮肌細胞，可認為是真肌原纖維。這裡最普通的圓柱形上皮細胞，即支柱細胞，基底部延長而成紡錘形，只有這部分存在肌原纖維，它是由體表的上皮細胞向肌細胞分化過程中的形態。至於水母型則已完全成為紡錘形的肌細胞。扁形動物以上的動物已明顯分化為皮肌層、器官肌等等。
生成素基因
肌細胞生成素（myogenin，MyoG）基因是生肌決定因子，基因家族中唯一在所有骨骼肌細胞系均可表達的基因，是骨骼肌分化所必需的因子，其功能不可被其它生肌調節因子所代替，通過控制成肌細胞的融合和肌纖維的形成來對肌肉的分化起關鍵作用。作為一種肌細胞特異性轉錄因子，MyoG基因具有以下三個功能：
①調節自身基因的表達；
②與生肌因子其它成員相互作用，調節彼此基因的表達；
③調節肌肉特異基因的表達。
對MyoG基因的研究已經引起國內外的關注。相信通過大量研究人員的共同努力，通過對該基因的橫向和縱向的深入研究，所獲得的研究成果將不僅為理解動物骨骼肌生長發育的分子生物學機制提供新的理論依據。[2]
增容策略
對於健美運動員，最好的細胞增容劑是肌酸、糖元、血漿擴溶劑（甘油）和水。
1、肌酸：維持階段每天3-5克（可每天增服250-500毫克的ALA）
2、糖元：每小時補充40克的碳水化合物以增加內源性糖元的含量，減少訓練後碳水化合物的體積。
3、血漿擴溶劑：10克甘油隨30克水服下。注意：只是偶爾使用，如比賽前以增加血管度。
4、水：每天飲用8盎司玻璃杯8杯或更多（共2夸脫），另外每15分鐘的運動增加4盎司的水。
5、細胞增容特殊秘密方法。訓練後服用3克肌酸、50克碳水化合物、10克穀氨酰胺、20克蛋白質和1-2升水，持續1-2周，就可以達到細胞增容的目的。
肌細胞容積自然狀態下是由肌酸、肌糖元和水維持。研究表明肌肉內水的堆積可使受試對象在幾天內增加好幾磅的肌肉水分，這似乎只是短期效應，因為不是肌肉蛋白質。但是科學家們相信肌細胞增容是可以轉化為肌肉體積增大的長期合成過程的，換言之，這種短暫效應可以導致長期的效果，這才是每一個健美運動員的最終目標。[3]
注入技術
過去，很多嚴重的心臟病患者只能把治癒的希望寄托在心臟移植上。但是現在，有一種新的治療方法，將患者本人的具有再生能力的肌細胞注入心臟，從而使壞死的心臟細胞重新復活的技術給心臟病病人帶來了希望。
這種肌細胞注入技術的過程是，先從患者大腿肌肉中提取一些具有再生肌細胞能力的休眠細胞，然後將這些細胞進行培養，這個過程大約需要21天，再將培養出的約8億至9億個細胞直接注入心臟的壞死部分，使壞死部分心臟的功能得到恢復。一般幾周後，病人的病情就有了明顯改善。已經安全地用這種技術做了心臟手術的病人，沒有發現有任何排斥的現象。
基因治療
肌細胞是基因治療的理想靶細胞之一，研究較晚，進展較快，已經成為非常有發展前景的靶細胞。肌肉是藥物注射的常用組織之一，有一定的耐受性，肌肉組織數量大，易獲取；成肌細胞(肌肉前體細胞)容易分離培養，並易於病毒基因轉移；基因轉移成肌細胞容易移植回肌肉，並且容易與原位肌纖維融合，而且已經有假肥大型肌營養不良症患者成肌細胞移植的安全經驗；移植處有豐富的血管，可以將基因產物運輸到全身。
1991年，Barr和Blau等分別將人生長激素基因(hGH)轉移到小鼠成肌細胞C2C12中，hGH在小鼠肌肉和血漿中表達3個月以上，從而提出了成肌細胞途徑基因治療的設想。已經有多種表達外源基因的小鼠成肌細胞直接注射小鼠中，可以獲得持續表達，這些基因包括半乳糖苷酶基因、人凝血因子Ⅸ基因、多藥耐藥基因等。
1993年，Vincent等將含有人dystrophin小基因的重組腺病毒直接注射到患有Duchenne肌營養不良的mdx小鼠的肌肉內，可以在肌纖維中產生正常蛋白質達6個月，而且減輕了mdx小鼠的患病症狀。肌細胞也是invivo轉移方式最為常見的靶細胞和靶組織。將裸露DNA直接注射小鼠骨骼肌，可以直接實施基因轉移。1990年，Wolff等首次將含基因半乳糖苷酶基因和氯黴素乙酰轉移酶基因的質粒注射到小鼠骨骼肌和心肌內，外源基因持續達1年之久，為基因治療展現了一條嶄新的途徑。
通過肌肉注射途徑實施的基因治療研究已經進入臨床試驗。1999年，美國賓州大學High和Mark與美國Avigen公司合作，採用肌肉注射途徑開展了腺相關病毒途徑的血友病B基因治療臨床試驗。1999年，電脈衝DNA轉移技術取得了驚人的成功，這種技術標誌着基因導人系統的重要突破，而這種系統的靶組織最方便的就是肌肉組織。除了骨骼肌以外，心肌也可作為基因治療的靶細胞，為基因治療心血管疾病提供了可能性。目前，直接將DNA注射到心肌的策略已經成功用於冠心病、心肌梗死等心血管疾病的基因治療臨床試驗，並取得了顯著療效。