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衰老会影响骨骼肌的功能和再生能力。正因如此,老年人在受伤或手术之后恢复得很慢。卡内基科学研究所的科学家们最近发现,蛋白β1-integrin是肌肉再生的关键。靶标这种蛋白有望对抗肌肉衰老和治疗相关疾病。这项研究发表在七月四日的Nature Medicine杂志上。

肌肉干细胞是受伤后肌肉再生的主要源泉。这些成体干细胞在肌肉组织中静静的休眠,如果肌纤维受损它们就会活化并开始增殖。大多数新生细胞组成新的肌纤维,恢复肌肉的正常功能。少数新生细胞回到休眠状态,以便肌肉能够不断地自我修复。

研究人员发现,在肌肉干细胞休眠、活化、增殖、再休眠的过程中β1-integrin起到了至关重要的作用。整合素integrin位于细胞表面,将细胞内部与外界环境连接起来。去除这些蛋白会影响再生过程几乎每一个阶段。

研究人员推测,β1-integrin缺陷可能与肌肉衰老有关。衰老会导致肌肉干细胞数量减少和功能减退。老年人在受伤或手术之后恢复得很慢,在相当长的时间里行动不便。对肌肉干细胞进行干预将能显著提升老年人的肌肉再生能力。


研究显示,衰老肌肉干细胞的β1-integrin的确发生了功能减弱。在肌肉衰老的小鼠中激活integrin,能使其再生能力恢复到年轻水平。这种方法还可以治疗肌营养不良的小鼠,改善小鼠的肌肉再生、肌肉力量和肌肉功能。

肌肉干细胞通过β1-integrin与外界环境的许多其他蛋白相互作用。在这些蛋白中,纤连蛋白fibronectin与肌肉衰老的关系似乎特别紧密。为此,研究人员与雀巢健康科学研究院(NIHS)的团队合作展开了进一步探索。他们的研究表明,衰老肌肉的fibronectin水平大幅降低。去除fibronectin都会使年青肌肉变得像衰老肌肉一样,增加fibronectin能让衰老肌肉的再生能力恢复到年青水平。研究人员在同期Nature Medicine上发表文章,揭示了β1-integrin、纤连蛋白与肌肉干细胞之间的密切关系。

“我们的研究说明,β1-integrin活性减弱的老化肌肉干细胞和纤连蛋白不足的老化肌肉,是肌肉衰老的根本原因。β1-integrin和纤连蛋白都是很有前景的治疗靶标,”卡内基科学研究所的Chen-Ming Fan表示。

骨骼肌的再生能力依赖于长寿的肌肉干细胞,也称为卫星细胞。这些细胞一般处于静息状态,这是维持干细胞群体的一种简单方式。那么,肌肉卫星细胞是如何保持静息和避免衰老的呢?西班牙Pompeu Fabra大学的研究人员在本期Nature杂志上发表文章指出,自噬是肌肉卫星细胞维持干性的关键。自噬是细胞将受损、变性或衰老的蛋白质以及细胞器运输到溶酶体进行消化降解的过程,在进化上(从酵母到人类)非常保守。

衰老会使我们原本茂盛的头发越来越稀疏,甚至完全消失。Science杂志以两篇论文、一篇评论文章的形式,揭示了这一过程背后的神秘机制,阐述了衰老、脱发与干细胞之间的关系。东京医科牙科大学的研究团队发现,衰老会损害毛囊干细胞,使它们变成皮肤。随着时间慢慢推移,这个问题发生在越来越多的干细胞上,最终导致毛囊的萎缩和消失。

在人生的最后一段旅程,衰老使人体机能逐渐退化,越来越接近死亡。全面理解人体衰老并不容易,因为这一过程是相当复杂的。中国医学科学院北京协和医学院的研究人员在Cell Systems杂志上发表文章,首次提出了衰老的四个层面,并在这一框架下探讨了衰老研究中的一些问题。文章的通讯作者是刘德培(De-Pei Liu)院士和陈厚早(Hou-Zao Chen)博士。

2016-07-08      文章来源:生物通      作者:叶予

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