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衰老如何影響干細(xì)胞再生
點擊次數(shù):273 發(fā)布時間:2016-7-9
衰老會影響骨骼肌的功能和再生能力。正因如此,老年人在受傷或手術(shù)之后恢復(fù)得很慢??▋?nèi)基科學(xué)研究所的科學(xué)家們zui近發(fā)現(xiàn),蛋白β1-integrin是肌肉再生的關(guān)鍵。靶標(biāo)這種蛋白有望對抗肌肉衰老和治療相關(guān)疾病。這項研究發(fā)表在七月四日的Nature Medicine雜志上。
肌肉干細(xì)胞是受傷后肌肉再生的主要源泉。這些成體干細(xì)胞在肌肉組織中靜靜的休眠,如果肌纖維受損它們就會活化并開始增殖。大多數(shù)新生細(xì)胞組成新的肌纖維,恢復(fù)肌肉的正常功能。少數(shù)新生細(xì)胞回到休眠狀態(tài),以便肌肉能夠不斷地自我修復(fù)。
研究人員發(fā)現(xiàn),在肌肉干細(xì)胞休眠、活化、增殖、再休眠的過程中β1-integrin起到了至關(guān)重要的作用。整合素integrin位于細(xì)胞表面,將細(xì)胞內(nèi)部與外界環(huán)境連接起來。去除這些蛋白會影響再生過程幾乎每一個階段。
研究人員推測,β1-integrin缺陷可能與肌肉衰老有關(guān)。衰老會導(dǎo)致肌肉干細(xì)胞數(shù)量減少和功能減退。老年人在受傷或手術(shù)之后恢復(fù)得很慢,在相當(dāng)長的時間里行動不便。對肌肉干細(xì)胞進(jìn)行干預(yù)將能顯著提升老年人的肌肉再生能力。
研究顯示,衰老肌肉干細(xì)胞的β1-integrin的確發(fā)生了功能減弱。在肌肉衰老的小鼠中激活integrin,能使其再生能力恢復(fù)到年輕水平。這種方法還可以治療肌營養(yǎng)不良的小鼠,改善小鼠的肌肉再生、肌肉力量和肌肉功能。
肌肉干細(xì)胞通過β1-integrin與外界環(huán)境的許多其他蛋白相互作用。在這些蛋白中,纖連蛋白fibronectin與肌肉衰老的關(guān)系似乎特別緊密。為此,研究人員與雀巢健康科學(xué)研究院(NIHS)的團(tuán)隊合作展開了進(jìn)一步探索。他們的研究表明,衰老肌肉的fibronectin水平大幅降低。去除fibronectin都會使年青肌肉變得像衰老肌肉一樣,增加fibronectin能讓衰老肌肉的再生能力恢復(fù)到年青水平。研究人員在同期Nature Medicine上發(fā)表文章,揭示了β1-integrin、纖連蛋白與肌肉干細(xì)胞之間的密切關(guān)系。
“我們的研究說明,β1-integrin活性減弱的老化肌肉干細(xì)胞和纖連蛋白不足的老化肌肉,是肌肉衰老的根本原因。β1-integrin和纖連蛋白都是很有前景的治療靶標(biāo),”卡內(nèi)基科學(xué)研究所的Chen-Ming Fan表示。
骨骼肌的再生能力依賴于長壽的肌肉干細(xì)胞,也稱為衛(wèi)星細(xì)胞。這些細(xì)胞一般處于靜息狀態(tài),這是維持干細(xì)胞群體的一種簡單方式。那么,肌肉衛(wèi)星細(xì)胞是如何保持靜息和避免衰老的呢?西班牙Pompeu Fabra大學(xué)的研究人員在本期Nature雜志上發(fā)表文章指出,自噬是肌肉衛(wèi)星細(xì)胞維持干性的關(guān)鍵。自噬是細(xì)胞將受損、變性或衰老的蛋白質(zhì)以及細(xì)胞器運(yùn)輸?shù)饺苊阁w進(jìn)行消化降解的過程,在進(jìn)化上(從酵母到人類)非常保守。(更多信息請參見:Nature:自噬與干細(xì)胞命運(yùn))
衰老會使我們原本茂盛的頭發(fā)越來越稀疏,甚至*消失。Science雜志以兩篇論文、一篇評論文章的形式,揭示了這一過程背后的神秘機(jī)制,闡述了衰老、脫發(fā)與干細(xì)胞之間的關(guān)系。東京醫(yī)科牙科大學(xué)的研究團(tuán)隊發(fā)現(xiàn),衰老會損害干細(xì)胞,使它們變成皮膚。隨著時間慢慢推移,這個問題發(fā)生在越來越多的干細(xì)胞上,zui終導(dǎo)致的和消失。(更多信息請參見:三篇Science:脫發(fā)是因為頭發(fā)變皮膚?)
在人生的zui后一段旅程,衰老使人體機(jī)能逐漸退化,越來越接近死亡。全面理解人體衰老并不容易,因為這一過程是相當(dāng)復(fù)雜的。中國醫(yī)學(xué)*北京協(xié)和醫(yī)學(xué)院的研究人員在Cell Systems雜志上發(fā)表文章,提出了衰老的四個層面,并在這一框架下探討了衰老研究中的一些問題。