科技日報記者 張夢然
隨著年齡的增長，人體的肌肉逐漸萎縮、變?nèi)?，受傷后的愈合能力也越來越差。在一項新研究中，美國匹茲堡大學(xué)研究人員確定了使小鼠肌肉年輕化的一種重要介質(zhì)，這是理解肌肉再生能力為何會減弱的重要進展，有望促進人體的肌肉再生療法。
6日發(fā)表在《自然·衰老》上的相關(guān)論文表明，細胞外囊泡（EV）的循環(huán)穿梭將名為Klotho的“長壽蛋白”的遺傳指令傳遞給肌肉細胞。老年小鼠的肌肉功能喪失和肌肉修復(fù)受損可能是由老化的EV驅(qū)動的，與年輕動物相比，老年小鼠的EV攜帶的這些指令的副本更少。
研究資深作者、美國匹茲堡大學(xué)醫(yī)學(xué)中心（UPMC）國際康復(fù)中心主任暨物理醫(yī)學(xué)和康復(fù)副教授法布麗莎·安布羅西奧博士說：“這項研究幫我們了解關(guān)于肌肉再生的基本生物學(xué)，利用這些知識，我們可以考慮使用EV作為治療方法，來抵消這些與年齡相關(guān)的缺陷。”
過去的研究表明，當(dāng)老年小鼠接受年輕小鼠血液時，許多細胞和組織都會恢復(fù)年輕的特征。但到目前為止，尚不清楚年輕血液的哪些成分賦予了這些恢復(fù)活力的效果。
安布羅西奧團隊從年輕小鼠身上收集了血清，將其注射到肌肉受傷的老年小鼠體內(nèi)。與接受安慰劑治療的小鼠相比，接受年輕血清的小鼠表現(xiàn)出增強的肌肉再生和功能恢復(fù)能力，但當(dāng)去除EV時，血清的恢復(fù)特性就會消失，這表明這些囊泡介導(dǎo)了年輕血液的有益作用。
研究人員還發(fā)現(xiàn)，EV將編碼抗衰老蛋白Klotho的基因指令或mRNA傳遞給肌肉祖細胞，這是一種對骨骼肌再生很重要的干細胞。從老年小鼠身上收集的EV攜帶的Klotho指令副本比年輕小鼠身上的少，這促使肌肉祖細胞產(chǎn)生更少的這種蛋白質(zhì)。
隨著年齡的增長，肌肉在損傷后無法愈合，疤痕組織沉積而不是恢復(fù)原始的肌肉結(jié)構(gòu)。在早期的工作中，安布羅西奧團隊的研究表明，Klotho是肌肉祖細胞再生能力的重要調(diào)節(jié)器，并且這種蛋白質(zhì)會隨著年齡的增長而下降。
這項新研究首次表明，EV中與年齡相關(guān)的變化導(dǎo)致衰老干細胞中的Klotho耗盡，這表明EV可用于開發(fā)治療受損肌肉組織的新療法。
除了幫助受損肌肉恢復(fù)，EV還有助于逆轉(zhuǎn)其他衰老影響。先前的研究表明，年輕的血液可提高老年小鼠的認知能力。
法布麗莎·安布羅西奧博士，美國匹茲堡大學(xué)醫(yī)學(xué)中心（UPMC）國際康復(fù)中心主任，匹茲堡大學(xué)物理醫(yī)學(xué)與康復(fù)副教授。圖片來源：UPMC
總編輯圈點：
無論心態(tài)上怎樣與衰老握手言和，我們依然無法忽視老化的種種缺點，尤其是，骨骼和肌肉慢慢失去它們的能力，包括受傷后的恢復(fù)力。在這項新研究中，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)長壽蛋白Klotho可能是罪魁禍?zhǔn)缀椭委煱悬c——在年輕小鼠中，Klotho的表達水平在肌肉損傷后飆升；而在年老小鼠中，它的表達水平在肌肉損傷后保持不變。這就意味著，通過提高年老小鼠的Klotho水平，我們或許可以找到衰老肌肉再生的鑰匙。
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