骨骼肌细胞数量在正常情况下保持恒定，但在张力作用下会发生增殖，并增加纤维细胞和神经节的数量从而改善氧耗以应对机械刺激。成人骨骼肌细胞合成新纤维的能力在于其单核苷酸祖细胞（又称为卫星细胞）的储备。这些细胞位于基膜和成熟纤维的肌纤维膜之间的沟槽中，构成2%～10%的肌核成分。在损伤等环境改变时，卫星细胞激活、增殖，并转化为成肌细胞［带有细胞标记的肌红蛋白（MyoD）和肝细胞生长因子（HGF）］。这些细胞相互融合形成新的肌节，或融合入已经存在的肌纤维。经过几次分裂后卫星细胞会衰老，再生能力下降。而且，在某些肌肉疾病中，如杜氏肌营养不良症，这些细胞由于自身的病理状态，不会生成新的肌肉。
在体外试验中人们发现间充质干细胞可以变成肌细胞。在退行性肌肉病变的临床试验中，人们将不同的骨髓衍生干细胞和胚胎干细胞与肌肉相结合。然而，干细胞转化为骨骼肌细胞的效率较低，并不能从根本上改善肌营养不良的细胞表型。
脂肪和肌肉密不可分，当肌肉去神经后，肌肉中脂肪的含量增加，表明或者是脂肪纤维存在肌肉中，或者是肌祖细胞在特定条件下转化为脂肪细胞。脂肪衍生干细胞中似乎存在一些亚群，在向肌细胞转化时各有不同的反应方式。其中一个亚群在体外与肌细胞一起培养时，可转化为肌细胞；另外一个亚群不需要接触肌纤维就可以直接转化为肌细胞。研究表明，当肌肉组织受损后，它们可释放出信号使脂肪组织衍生干细胞转化为肌肉组织。
关于干细胞和肌纤维的研究，大部分是以心肌作为研究方向，希望通过再生以恢复损伤性缺血所造成的心肌损伤。试验通过肌肉的直接再生或血管的再生来增加心肌的氧供，从而促进该组织的内源性修复。
有关脂肪衍生干细胞和骨骼肌再生的活体研究很少，并且实验只是在小型动物身上进行。将脂肪组织衍生干细胞转化为骨骼肌后进行临床应用，在这一理想和现实之间还有很长的路要走。
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