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자료유형
학술저널
저자정보
Kondash Megan E. (Duke University) Ananthakumar Anandita (Duke University) Khodabukus Alastair (Duke University) Bursac Nenad (Duke University) Truskey George A. (Duke University)
저널정보
한국조직공학과 재생의학회 조직공학과 재생의학 조직공학과 재생의학 제17권 제6호
발행연도
2020.1
수록면
801 - 813 (13page)

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Background: Tissue-engineered muscles (“myobundles”) offer a promising platform for developing a human in vitro model of healthy and diseased muscle for drug development and testing. Compared to traditional monolayer cultures, myobundles better model the three-dimensional structure of native skeletal muscle and are amenable to diverse functional measures to monitor the muscle health and drug response. Characterizing the metabolic function of human myobundles is of particular interest to enable their utilization in mechanistic studies of human metabolic diseases, identification of related drug targets, and systematic studies of drug safety and efficacy. Methods: To this end, we studied glucose uptake and insulin responsiveness in human tissue-engineered skeletal muscle myobundles in the basal state and in response to drug treatments. Results: In the human skeletal muscle myobundle system, insulin stimulates a 50% increase in 2-deoxyglucose (2-DG) uptake with a compiled EC50 of 0.27 ± 0.03 nM. Treatment of myobundles with 400 µM metformin increased basal 2-DG uptake 1.7-fold and caused a significant drop in twitch and tetanus contractile force along with decreased fatigue resistance. Treatment with the histone deacetylase inhibitor 4-phenylbutyrate (4-PBA) increased the magnitude of insulin response from a 1.2-fold increase in glucose uptake in the untreated state to a 1.4-fold increase after 4-PBA treatment. 4-PBA treated myobundles also exhibited increased fatigue resistance and increased twitch half-relaxation time. Conclusion: Although tissue-engineered human myobundles exhibit a modest increase in glucose uptake in response to insulin, they recapitulate key features of in vivo insulin sensitivity and exhibit relevant drug-mediated perturbations in contractile function and glucose metabolism.
#Tissue engineering Muscle Skeletal Insulin Myobundles

목차

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Janssen I / 2000 / Skeletal muscle mass and distribution in 468 men and women aged 18–88 yr / J Appl Physiol (1985) 89:81~88 google schola Latroche C / 2015 / Skeletal muscle microvasculature : a highly dynamic lifeline / Physiology(Bethesda) 30:417~427 google schola Collinsworth AM / 2002 / Apparent elastic modulus and hysteresis of skeletal muscle cells throughout differentiation / Am J Physiol Cell Physiol 283:C1219~C1227 google schola Madden L / 2015 / Bioengineered human myobundles mimic clinical responses of skeletal muscle to drugs / Elife 4:e04885 google schola Davis BN / 2017 / Human, tissue-engineered, skeletal muscle myobundles to measure oxygen uptake and assess mitochondrial toxicity / Tissue Eng Part C Methods 23:189~199 google schola

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