卫星细胞在骨骼肌损伤修复中的作用
卫星细胞在骨骼肌损伤修复中的作用
石智晔 上海体育学院
摘要：骨骼肌损伤是一种常见的运动创伤，但是骨骼肌自然愈合时间一般较长，而且这种修复一般是不完全的；如何加快其愈合
过程成为运动医学领域中迫切需要解决的问题。肌卫星细胞（muscle satellite cells）于1961 年被 Mauro 等首次在蛙骨骼肌中发现，这种
具有增殖和自我更新能力的成肌前体细胞被认为是骨骼肌修复中不可或缺的细胞。在骨骼肌损伤后，骨骼肌卫星细胞会被激活，然后
卫星细胞进行增殖、分化、并与损伤部位的骨骼肌纤维融合，从而修复受损的骨骼肌。
关键词：肌卫星细胞；激活；增殖；迁移；综述文献
方法：利用计算机检索PubMed数据库20年之内的相关文献，
检索词为“skeletal muscle satellite cells”或“skeletal muscle
regeneration”，纳入标注：具有原创性的研究性论文，目的方法
具有代表性。排除标准：重复性研究以及代表性不强的文献。
1.前言
对于骨骼肌损伤的机制并没有一致认同的结论，目前一般认
为骨骼肌损伤后修复包括三个时期：坏死组织的清除、修复期和
塑形期。在骨骼肌损伤后的修复期中，卫星细胞是关键性的细胞。
在生长因子和受损肌纤维释放的信号作用下，位于损伤部位周
围、处于静息状态下的卫星细胞被激活，然后迁移至骨骼肌损伤
部位，通过增殖、分化，形成新的肌管并与肌纤维融合，从而完
成骨骼肌的修复。因此弄清卫星细胞的激活、迁移、增殖和分化
等一系列细胞行为，才能够为骨骼肌损伤后积极的治疗和合理的
康复提供帮助和借鉴。
2.文献综述提炼
2.1 卫星细胞的激活
早期的研究认为骨骼肌卫星细胞的激活可能与一系列自分
泌/旁分泌因子有关，如 IGF-I，FGF 和 HGF 等。也有研究表明，
NO 和 Notch 信号在骨骼肌卫星细胞的激活过程中起着重要的作
用。当骨骼肌卫星细胞处于静息状态下时，骨骼肌中的 NOS（一
氧化碳合成酶）可以合成 NO，而 NOS 在运动、机械刺激或者肌
肉损伤后会进行上调，增加 NO 的释放，从而激活骨骼肌卫星细
胞。骨骼肌组织在 NO 作用下，能够引起雌激素抑制剂（Follistatin）
的表达，它可以抑制肌肉生长抑制素（Myostatin）的表达，而
Myostatin是一种骨骼肌形成的负向调节因子。Wozniak和Anderson
等发现在敲除 NOS 的 mdx 鼠体内，卫星细胞激活的比例会明显
上升，揭示骨骼肌卫星细胞的静息状态可能依靠 NO 维持的。在
骨骼肌损伤后，Notch 的配体（Delta）表达上调，从而激活骨骼
肌卫星细胞。Notch 配体与其 Notch-1 受体在静息的骨骼肌卫星细
胞处相结合，激活肌肉转录调节因子。在骨骼肌损伤、卫星细胞
激活后，对抗 Notch-1 作用的 Numb 蛋白表达将下降。在体和离
体实验研究证明，Notch 信号在维持骨骼肌的形态方面起着重要
作用，调节着骨骼肌卫星细胞的细胞周期。
NO 和 Notch 信号在骨骼肌卫星细胞的激活过程中都有着重
要的作用，然而，在骨骼肌卫星细胞的激活过程中它们确切的引
发机制是什么?它们是如何进行平衡调节的?这些目前还没有统一
的定论。
2.2 卫星细胞的迁移
目前对于卫星细胞的迁移相关文献的报道较少，不过 IGF-1
和 MGF 等生长因子可以促进卫星细胞的迁移，但是其机制还需
要进一步研究。在对成骨细胞迁移的研究中发现：JNK 信号传导
通路和 P38、ERK 激酶可以促进成骨细胞的迁移，抑制 Akt 蛋白
的磷酸化，会削弱成骨细胞的迁移效果；敲除 PTEN 基因，发现
成骨细胞的迁移效果显著提高，而 PTEN 基因抑制 PI3K 信号传
导通路。那么影响卫星细胞迁移的信号通路是否跟成骨细胞的信
号通路有相似之处呢？因此，对于影响卫星细胞迁移的信号传导
通路还需要进一步的研究才能得到证实。
2.3 卫星细胞的增殖分化
在肌卫星细胞发育过程中，可以观察到Myf5和MyoD的表达，
并且在 Myogenin 和 MRF4 的作用下发生终末分化，形成肌管，最
后发育为成熟的骨骼肌。肌卫星细胞在静息状态下，可以观察到
Pax7 的表达；同时在受到电刺激后出现的 Pax7 的表达显示卫星
细胞重新回到静息状态下。这些研究结果都表明 MRFs 和 Pax7
调控着骨骼肌卫星细胞的分化。
在一定程度上各种生长因子也对卫星细胞的增殖和分化进
行着调控。IGF-I 能够促进骨骼肌卫星细胞增殖和分化，同时，
还影响 MRFs 的功能；FGF 能够促进骨骼肌卫星细胞的增殖，且
在达到最佳状态后增殖能力保持不变；HGF 促进骨细胞增殖，但
是抑制肌卫星细胞的分化；血小板源性生长因子（PDGF），能
促进骨骼肌卫星细胞的分化；转化生长因子β （transforming
growth factor beta，TGF-β）可能抑制骨骼肌卫星细胞的增殖和分
化。
3.结论
3.1 NO 和 Notch 信号在骨骼肌卫星细胞的激活过程中有重要
的作用。
3.2 IGF-I 等生长因子会影响卫星细胞的迁移，但是具体机制
还未研究清楚。
3.3 骨骼肌卫星细胞在修复受损骨骼肌的过程中主要受到
Pax 和生肌调节因子的影响，各种生长因子也在一定程度上影响
着卫星细胞的增殖和分化。
参考文献：
[1]Relaix，F.and P.S.Zammit，Satellite cells are essential for
skeletal muscle regeneration：the cell on the edge returns centre
stage.Development，2012.139（16）：p.2845-2856.
[2]王琼.IGF-Ⅰ 与 MGF 对骨骼肌卫星细胞增殖及迁移的
影响，上海体育学院，2011.
作者简介：
石智晔，男，1989年3月出生，安徽安庆。上海体育学院2011
级运动人体科学专业在读研究生
石智晔 上海体育学院
摘要：骨骼肌损伤是一种常见的运动创伤，但是骨骼肌自然愈合时间一般较长，而且这种修复一般是不完全的；如何加快其愈合
过程成为运动医学领域中迫切需要解决的问题。肌卫星细胞（muscle satellite cells）于1961 年被 Mauro 等首次在蛙骨骼肌中发现，这种
具有增殖和自我更新能力的成肌前体细胞被认为是骨骼肌修复中不可或缺的细胞。在骨骼肌损伤后，骨骼肌卫星细胞会被激活，然后
卫星细胞进行增殖、分化、并与损伤部位的骨骼肌纤维融合，从而修复受损的骨骼肌。
关键词：肌卫星细胞；激活；增殖；迁移；综述文献
方法：利用计算机检索PubMed数据库20年之内的相关文献，
检索词为“skeletal muscle satellite cells”或“skeletal muscle
regeneration”，纳入标注：具有原创性的研究性论文，目的方法
具有代表性。排除标准：重复性研究以及代表性不强的文献。
1.前言
对于骨骼肌损伤的机制并没有一致认同的结论，目前一般认
为骨骼肌损伤后修复包括三个时期：坏死组织的清除、修复期和
塑形期。在骨骼肌损伤后的修复期中，卫星细胞是关键性的细胞。
在生长因子和受损肌纤维释放的信号作用下，位于损伤部位周
围、处于静息状态下的卫星细胞被激活，然后迁移至骨骼肌损伤
部位，通过增殖、分化，形成新的肌管并与肌纤维融合，从而完
成骨骼肌的修复。因此弄清卫星细胞的激活、迁移、增殖和分化
等一系列细胞行为，才能够为骨骼肌损伤后积极的治疗和合理的
康复提供帮助和借鉴。
2.文献综述提炼
2.1 卫星细胞的激活
早期的研究认为骨骼肌卫星细胞的激活可能与一系列自分
泌/旁分泌因子有关，如 IGF-I，FGF 和 HGF 等。也有研究表明，
NO 和 Notch 信号在骨骼肌卫星细胞的激活过程中起着重要的作
用。当骨骼肌卫星细胞处于静息状态下时，骨骼肌中的 NOS（一
氧化碳合成酶）可以合成 NO，而 NOS 在运动、机械刺激或者肌
肉损伤后会进行上调，增加 NO 的释放，从而激活骨骼肌卫星细
胞。骨骼肌组织在 NO 作用下，能够引起雌激素抑制剂（Follistatin）
的表达，它可以抑制肌肉生长抑制素（Myostatin）的表达，而
Myostatin是一种骨骼肌形成的负向调节因子。Wozniak和Anderson
等发现在敲除 NOS 的 mdx 鼠体内，卫星细胞激活的比例会明显
上升，揭示骨骼肌卫星细胞的静息状态可能依靠 NO 维持的。在
骨骼肌损伤后，Notch 的配体（Delta）表达上调，从而激活骨骼
肌卫星细胞。Notch 配体与其 Notch-1 受体在静息的骨骼肌卫星细
胞处相结合，激活肌肉转录调节因子。在骨骼肌损伤、卫星细胞
激活后，对抗 Notch-1 作用的 Numb 蛋白表达将下降。在体和离
体实验研究证明，Notch 信号在维持骨骼肌的形态方面起着重要
作用，调节着骨骼肌卫星细胞的细胞周期。
NO 和 Notch 信号在骨骼肌卫星细胞的激活过程中都有着重
要的作用，然而，在骨骼肌卫星细胞的激活过程中它们确切的引
发机制是什么?它们是如何进行平衡调节的?这些目前还没有统一
的定论。
2.2 卫星细胞的迁移
目前对于卫星细胞的迁移相关文献的报道较少，不过 IGF-1
和 MGF 等生长因子可以促进卫星细胞的迁移，但是其机制还需
要进一步研究。在对成骨细胞迁移的研究中发现：JNK 信号传导
通路和 P38、ERK 激酶可以促进成骨细胞的迁移，抑制 Akt 蛋白
的磷酸化，会削弱成骨细胞的迁移效果；敲除 PTEN 基因，发现
成骨细胞的迁移效果显著提高，而 PTEN 基因抑制 PI3K 信号传
导通路。那么影响卫星细胞迁移的信号通路是否跟成骨细胞的信
号通路有相似之处呢？因此，对于影响卫星细胞迁移的信号传导
通路还需要进一步的研究才能得到证实。
2.3 卫星细胞的增殖分化
在肌卫星细胞发育过程中，可以观察到Myf5和MyoD的表达，
并且在 Myogenin 和 MRF4 的作用下发生终末分化，形成肌管，最
后发育为成熟的骨骼肌。肌卫星细胞在静息状态下，可以观察到
Pax7 的表达；同时在受到电刺激后出现的 Pax7 的表达显示卫星
细胞重新回到静息状态下。这些研究结果都表明 MRFs 和 Pax7
调控着骨骼肌卫星细胞的分化。
在一定程度上各种生长因子也对卫星细胞的增殖和分化进
行着调控。IGF-I 能够促进骨骼肌卫星细胞增殖和分化，同时，
还影响 MRFs 的功能；FGF 能够促进骨骼肌卫星细胞的增殖，且
在达到最佳状态后增殖能力保持不变；HGF 促进骨细胞增殖，但
是抑制肌卫星细胞的分化；血小板源性生长因子（PDGF），能
促进骨骼肌卫星细胞的分化；转化生长因子β （transforming
growth factor beta，TGF-β）可能抑制骨骼肌卫星细胞的增殖和分
化。
3.结论
3.1 NO 和 Notch 信号在骨骼肌卫星细胞的激活过程中有重要
的作用。
3.2 IGF-I 等生长因子会影响卫星细胞的迁移，但是具体机制
还未研究清楚。
3.3 骨骼肌卫星细胞在修复受损骨骼肌的过程中主要受到
Pax 和生肌调节因子的影响，各种生长因子也在一定程度上影响
着卫星细胞的增殖和分化。
参考文献：
[1]Relaix，F.and P.S.Zammit，Satellite cells are essential for
skeletal muscle regeneration：the cell on the edge returns centre
stage.Development，2012.139（16）：p.2845-2856.
[2]王琼.IGF-Ⅰ 与 MGF 对骨骼肌卫星细胞增殖及迁移的
影响，上海体育学院，2011.
作者简介：
石智晔，男，1989年3月出生，安徽安庆。上海体育学院2011
级运动人体科学专业在读研究生
