幽靈并不是細胞生物學領域常見的研究課題。但科學家們最近發現，受損組織的“幽靈”負責將肌肉干細胞帶到受損位點。這項研究于十二月十日發表在Cell Stem Cell雜志上。

在機體受傷的之后，干細胞和前體細胞需要根據損傷前的組織形式和大小進行重建。卡內基科學研究所和美國兒童健康與人類發育研究所NICHD的研究團隊，通過新成像技術在活體小鼠中觀察了肌肉干/祖細胞的行為。研究顯示，這些細胞在“幽靈纖維”的指引下再生出符合要求的組織。幽靈纖維是指受損肌纖維留下的細胞外基質殘留物。

Chen-Ming Fan及其同事將雙光子成像與二次諧波（SHG）成像結合起來，實現了高分辨率的活體成像。研究人員發現，肌肉干/祖細胞利用長長的幽靈纖維進行擴散和定向，趕赴救援現場。

這是首次在活體小鼠中直接觀察骨骼肌干/祖細胞介導的再生過程，文章第一作者Micah Webster說。骨骼肌是機體中最重要的肌肉之一，負責為多種機體功能提供支持，例如坐下、站立、眨眼和吞咽動作等。隨著人體的老化，這些肌肉的功能會發生顯著降低。

這項研究也為人們展示了將不同高分辨率顯微成像技術結合起來的效果。雙光子成像能檢測活組織深處的熒光標記，而SHG成像能避免染料退色和信號飽和的問題。將二者結合起來的新技術讓研究人員得以成像肌肉干/祖細胞在幽靈纖維上的定向移動，這些細胞順著幽靈纖維擴散、分裂、融合并分化成新的肌肉細胞。當研究人員改變幽靈纖維的方向時，再生出的肌肉組織就會發生混亂。

幽靈纖維在肌肉再生中起到了結構性的作用，Webster說。它們為肌肉組織再生提供了模板，幫助干/祖細胞生成與損傷位點大小和方向相符的新肌肉組織。這項研究還特別指出，組織再生療法需要能夠模擬活組織基質的生物工程基質。