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        最新研究表明如何促进肌肉再生和重建组织

        衰老的许多影响之一是肌肉质量的丧失,这会导致老年人的残疾。为了弥补这种损失,Salk研究所的科学家们正在研究使用干细胞研究中常用的多种分子化合物来加速肌肉组织再生的方法。

        在2021年5月25日发表于《自然通讯》上的一项研究中,研究人员表明,使用这些化合物可通过激活称为肌原性祖细胞的肌肉细胞前体来增加小鼠肌肉细胞的再生。尽管在将这种方法应用于人类之前还需要做更多的工作,但是这项研究提供了与肌肉再生和生长相关的潜在机制的见识,并且有一天可以帮助运动员以及成年成年人更有效地再生组织。

        该论文的资深作者萨尔克教授胡安·卡洛斯·伊斯皮苏瓦·贝尔蒙特说:“这些祖细胞的减少与年龄相关的肌肉有关。” “我们的研究发现了能够促进肌肉再生的特定因素,并揭示了这种现象发生的机理。”

        在日本科学家发现它们之后,这项研究中使用的化合物通常被称为山中因子。山中因子是蛋白质(称为转录因子)的组合,可控制如何复制DNA以翻译成其他蛋白质。在实验室研究中,它们被用于将专门的细胞(如皮肤细胞)转化为更多的多能干细胞样细胞,这意味着它们具有变成多种不同类型细胞的能力。

        “我们的实验室以前表明,这些因素可以兴国细胞,促进组织再生的活的动物,”第一作者王超,在Izpisua贝尔蒙特实验室的博士后研究员说。“但是这种情况是如何发生的,以前是未知的。”

        肌肉再生是由肌肉干细胞(也称为卫星细胞)介导的。卫星细胞位于结缔组织层(基底层)和肌纤维(肌纤维)之间的适当位置。在这项研究中,研究小组使用了两种不同的小鼠模型来确定添加山梨因子后肌肉干细胞特异性或小生境特异性的变化。他们专注于年轻的老鼠,研究与年龄无关的因素的影响。

        在肌纤维特异性模型中,他们发现添加Yamanaka因子可通过降低小生境中一种称为Wnt4的蛋白质的水平来加速小鼠的肌肉再生,从而激活卫星细胞。相比之下,在特定于卫星细胞的模型中,Yamanaka因子并未激活卫星细胞,也未改善肌肉再生,这表明Wnt4在肌肉再生中起着至关重要的作用。

        据担任Roger Guillemin主席的Izpisua Belmonte所说,这项研究的观察结果最终可能通过靶向Wnt4导致了新的治疗方法。

        他说:“我们的实验室最近开发了新颖的基因编辑技术,可用于加速受伤后的肌肉恢复并改善肌肉功能。” “我们可能会使用该技术直接降低骨骼肌中的Wnt4水平或阻断Wnt4与肌肉干细胞之间的通讯。”

        研究人员还在研究其他使细胞再生的方法,包括使用mRNA和基因工程。这些技术最终可能导致促进组织和器官再生的新方法。

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