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Satellite cell activation on fibers: modeling events in vivo — an invited review

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Knowledge of the events underlying satellite cell activation and the counterpart maintenance of quiescence is essential for planning therapies that will promote the growth and regeneration of skeletal muscle in healthy, disease and aging. By modeling those events of satellite cell activation in studies of single muscle fibers or muscles in culture, the roles of mechanical stretching and nitric oxide are becoming understood. Recent studies demonstrated that stretch-induced activation is very rapid and exhibits some features of satellite cell heterogeneity. As well, gene expression studies showed that expression of the c-met receptor gene rises rapidly after stretching muscles in culture compared to those without stretch. This change in gene expression during activation, and the maintenance of quiescence in both normal and dystrophic muscles are dependent on NO, as they are blocked by inhibition of nitric oxide synthase (NOS). Mechanical, contractile activity is the defining feature of muscle function. Therefore, ongoing studies of stretch effects in satellite cell activation and quiescence in quiescent fiber and muscle cultures provides appropriate models by which to explore the regulatory steps in muscle in vivo under many conditions related to disease, repair, rehabilitation, growth and the prevention or treatment of atrophy.Key words: regeneration, stretch, myofiber culture, muscular dystrophy, quiescence.

Une connaissance des événements qui sous-tendent l'activation des cellules satellites ou, au contraire, le maintien à l'état de quiescence est essentielle pour planifier les traitements qui favoriseront la croissance et la régénération du muscle squelettique normal, pathologique et vieillissant. La modélisation de ces événements dans des études de muscles ou de fibres musculaires isolées en culture améliore la compréhension des rôles de l'étirement mécanique et du monoxyde d'azote. De récentes études ont démontré que l'activation induite par l'étirement est très rapide et présente certaines caractéristiques de l'hétérogénicité des cellules satellites. De même, des études de l'expression génique ont montré que l'expression du récepteur c-met augmente rapidement après l'étirement des muscles en culture comparativement à celle des muscles non étirés. Cette modification de l'expression génique durant l'activation de même que le maintien de la quiescence dans les muscles normaux et dystrophiques sont dépendants du NO, étant donné qu'ils sont bloqués par l'inhibition de la monoxyde d'azote synthase (NOS). L'activité contractile mécanique est la caractéristique déterminante de la fonction du muscle. Ainsi, les études en cours des effets de l'étirement sur l'activation des cellules satellites et la quiescence dans les cultures de fibres et de muscles quiescents fournissent des modèles appropriés pour examiner les étapes régulatrices dans le muscle in vivo dans de nombreuses conditions liées à la maladie, à la réparation, à la réadaptation, à la croissance ainsi qu'à la prévention ou au traitement d'une atrophie.Mots clés : régénération, étirement, culture de fibre musculaire, dystrophie musculaire, quiescence.[Traduit par la Rédaction]
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Document Type: Research Article

Publication date: May 1, 2004

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