골격근 재생은 근육 손상과 근이영양증과 같은 질환에서 필수적이며, 주로 근형성(myogenic) 전구세포의 활성화와 분화를 통해 이루어진다. 본 연구는 트리스(2-카복시에틸)인산염 염산염(tris(2-carboxyethyl)phosphine hydrochloride, TCEP)을 사용하여 이황화 결합을 환원하고 세포 표면에 자유 티올기를 생성함으로써, 근형성에서 산화환원(redox) 조절 표면 티올 변형의 역할을 탐구하였다. 그 결과, TCEP 처리로 세포 표면 티올이 유의하게 증가하여 포커스 유착 키나아제(focal adhesion kinase, FAK)-포스포이노시타이드 3-키나아제(phosphoinositide 3-kinase, PI3K)-단백질 키나아제 B(protein kinase B, AKT) 신호전달 경로가 활성화되고, 세포의 퍼짐, 부착 및 액틴(actin) 세포골격 리모델링이 촉진되는 것으로 나타났다. 이러한 생화학적 조절은 근형성 및 융합 관련 마커를 상향 조절하여 다핵(multinucleated) 근관(myotube) 형성을 용이하게 하였다. 견인력 현미경(traction force microscopy, TFM), 세포내 힘 현미경(intracellular force microscopy, IFM), 단층 응력 현미경(monolayer stress microscopy, MSM)을 이용한 생물물리학적 분석에서, 특히 근육에 적절한 강성(20 kPa) 조건에서 TCEP 처리 세포는 무처리 세포에 비해 견인력, 세포내 힘 및 단층 응력이 증가함을 보여주었다. 본 연구 결과는 산화환원 조절 표면 티올 변형과 특정 강성 조건을 결합할 때, 생체역학적 신호전달을 통해 근형성 분화와 근관 성숙이 강화됨을 시사한다. 본 개념 증명(proof-of-concept) 연구는 산화환원 조절 표면 공학과 기질 강성이 근형성을 어떻게 조절하는지에 대한 이해를 진전시키며, 근육 재생을 위한 새로운 치료 전략과 근조직 수복을 위한 줄기세포 기반 치료의 최적화 방안을 제시한다.

*본 초록은 AI를 통해 원문을 번역한 내용입니다. 정확한 내용은 하기 원문에서 확인해주세요.