1 .肌肉修復為什麼重要？
“肌肉修復”是常見於運動後肌肉修復等體育領域的詞語。
修復因運動而受到傷害的肌肉的訣竅對於體育科學來說很重要，但是“修復”疾病引起的“肌肉崩潰”的研究還處於剛剛開始的階段。
與修復鍛鍊肌肉的體育領域不同，疾病會導致維持機體所需的肌肉崩潰。
如果維持生物體所需的肌肉在崩潰的狀態下得不到修復，不僅會給步行等正常生活帶來障礙，還會出現呼吸障礙、心肌障礙、吞嚥功能障礙等生命相關的障礙。
肌肉營養失調是以骨骼肌壞死、再生為主要病變的肌肉疾病，由基因異常引起，截至目前已確定了50多個致病基因。
作為症狀，以骨骼肌障礙伴隨的運動功能障礙為主，是在全身都能看到前面所述的呼吸障礙、中樞神經障礙等的疾病。
這種疾病也影響心臟，如果心臟的肌肉，也就是心肌細胞壞死，就會引起心力衰竭等，甚至死亡的可能性很高。
也就是說，維持生命所需的肌肉也受該疾病的影響，會因壞死而影響功能，因此是相當嚴重的疾病。
肌肉營養不良有幾種病型，代表性的是營養不良型。 包括肢體肌肉營養不良症、面部肩胛上臂型肌肉營養不良症、肌強直性營養不良症等。
所有這些病型都是由基因異常引起的，但都是肌肉功能中不可缺少的蛋白質設計圖基因發生變異，結果蛋白質發生異常導致的。
如果致病基因編碼的蛋白質異常，肌肉的細胞就不能維持正常功能，肌肉就會發生變性、壞死。
結果，肌肉萎縮，肌肉部分產生脂肪、纖維化，肌肉力量下降，引起運動功能等各種功能障礙。
幹細胞用於醫療後，作為肌肉營養不良的治療方法，開始探索利用幹細胞使肌肉細胞復活的方法。
2013年，以京都大學、名古屋大學為中心，共計8個研究機構透過共同研究，開發出了利用人類iPS細胞製作肌肉細胞的方法。 首先，從這個研究開始介紹。
2 .由IPS細胞生成肌肉細胞很難
從2013年以前就進行了由iPS細胞、ES細胞等幹細胞製作肌肉細胞的嘗試，但分化為肌肉細胞之前的效率不高，進而再現性低成為了問題。
即使用同樣的方法制造肌肉細胞，如果iPS細胞、ES細胞的株發生變化，肌肉細胞的生長情況也會發生變化，不能用於臨床。
因此，研究小組在人iPS細胞中表達已知將細胞命運誘導為骨骼肌細胞的轉錄因子MyoD1，進行了誘導為骨骼肌的處理。於是，以約90 %的效率成功分化為國家肌肉細胞。
用這種方法，由三好型肌肉營養不良患者製備iPS細胞，進行了將該iPS細胞誘導至骨骼肌的實驗。
三型肌營養失調患者會發生細胞膜的膜蛋白、鐵蛋白異常，因此在該實驗中，患者的iPS細胞中過剩表達，也就是一邊補充一邊誘導至骨骼肌細胞，從而緩解了細胞膜的異常，取得了骨骼肌細胞修復的研究成果
這個技術有兩大可能性。
首先是從患者身上製造iPS細胞，在細胞水平上在實驗室內再現和研究疾病的狀態。
期待透過這個研究，發展成有效化合物的探索、製藥、以及治療方法的開發。
第二，也許可以確立利用分化了iPS細胞的細胞來彌補因疾病而失去的細胞功能的治療方法。
3 .從IPS細胞中篩選肌肉的幹細胞
將iPS細胞分化為骨骼肌細胞時，並不直接從iPS細胞分化為骨骼肌細胞。
為了修復肌肉，需要與之相適應的幹細胞。
也就是說，從iPS細胞分化為修復肌肉的幹細胞，最終分化為肌肉細胞，完成目標肌肉細胞的分化誘導。
由iPS細胞分化誘導的情況下，並不是全部都能分化為肌肉修復用的幹細胞。
因此，在實驗室內對iPS細胞進行誘導後，必須只取出目標肌肉修復用幹細胞。
京都大學iPS細胞研究所的櫻井英俊副教授等人的研究小組開發了有效地進行這種幹細胞篩選的方法。
研究小組將使用該方法的臨床試驗開始的目標定為6年後。
該研究小組於2020年7月將由人類iPS細胞製作的肌肉修復用幹細胞移植到肌肉營養不良的模型小鼠中，確認了小鼠的肌力將恢復，並作為研究成果發表。
在這個階段，製作過程中會混入各種各樣的細胞，為了避免這種情況，必須進行基因的改變，並將其作為標記進行篩選。
本研究以一種叫做Myf5(Myogenic factor 5)的蛋白質為標記，篩選出了肌肉修復用幹細胞。
但是，為了將Myf5作為篩選標記使用，必須進行基因改變，存在基因改變可能會對幹細胞產生不良影響等安全性問題。
為了將其研究應用於臨床，研究小組研究了不改變基因就可以作為標記物使用的分子，稱為CDH13(Cadherin 13 )、FGF R4 ( Fibroblast Growth Factor RECEPTor4) 2 以這兩種蛋白質為指標篩選了目標幹細胞，結果表明可以準確篩選到95 %。
用這種方法篩選幹細胞，和2013年的研究一樣給肌肉營養不良的模型小鼠注射，模型小鼠的肌肉得到了再生。
4 .以治療為目標的肌肉營養不良症的病型是？
可以認為，透過該方法也可以解決迄今為止方法中令人擔憂的安全性問題，以該方法為基礎，人類肌肉營養不良治療方法的確立備受期待。
但是，肌肉營養失調有很多病型，並不是所有的病型都適用該方法。
該方法適用的肌肉營養不良症的病型在某種程度上有限，目前認為發展該方法的治療方法是有效的病型。
Duchenne型肌肉營養不良症是一種以幼兒期開始的肌力下降、擺動性步行為特徵的疾病。
它是肌肉營養不良症中發病頻率最高的病型，已知致病基因是x染色體上的維生素基因變異。
典型的例子是，2歲至3歲時四肢開始肌力下降，暫時可以步行，但之後逐漸開始出現容易摔倒等症狀。
症狀是進行性的，10歲左右需要輪椅，15歲躺在床上，20歲左右死於呼吸障礙、心力衰竭。
由於這種Duchenne型肌肉營養不良症也會影響心肌，因此心力衰竭發病的機率非常高，需要根治或停止這種疾病發展的治療方法。
該研究被認為是解決該疾病的一大步，人們對該研究小組預定在6年後開始的知識寄予厚望。
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