索尔克生物研究所（Salk Institute for Biological Studies）的科研人员在近来的一项研究中，揭示了与衰老相关的肌肉损失背后的分子变化的秘密，以及促进肌肉再生和重建组织的研究进展。

衰老的众多影响之一是肌肉质量的丧失，甚至会导致老年人的残疾。为了对抗这种损失，索尔克研究所的科学家们正在研究加速肌肉组织再生的方法，使用干细胞研究中常用的分子化合物的组合。

已发表在2021年5月25日《自然通讯-（Nature Communications—）》上的该研究所的这篇文章中，索尔克的研究人员称他们发现使用这些化合物，可以通过激活肌肉细胞的前体（称为肌源性祖细胞）来促进小鼠肌肉细胞的再生。虽然在这种方法应用于人类之前还需要更多的工作，但这项研究提供了有关肌肉再生和生长的潜在机制的见解，并有一天可以帮助运动员以及老年人更有效地再生组织。

“这些祖细胞的丢失与年龄相关的肌肉退化有关，”该论文的资深作者、该研究所的Juan Carlos Izpisua Belmonte教授说，“我们的研究揭示了能够加速肌肉再生的特定因素，同时也揭示了这种情况发生的机制。”

肌肉纤维中山中因子的诱导。在肌纤维中诱导山中因子（OKSM）可增加肌源性祖细胞的数量。顶部，控制；底部，处理。红粉色是Pax7，一种肌肉干细胞标记物。蓝色表示肌核。（索尔克研究所图）

在研究中使用的化合物通常被称为山中因子（Yamanaka ），为日本科学家的最早发现。山中因子是一种蛋白质（称为转录因子）的组合，它控制DNA如何被复制以翻译成其他蛋白质。在实验室研究中，它们被用来将特殊的细胞，如皮肤细胞，转化成更多的干细胞样细胞，具有多潜能，这意味着它们有能力成为许多不同类型的细胞。

“我们的实验室之前已经证明这些因子可以使活动物的细胞再生并促进组织再生，” 文章第一作者、 Izpisua Belmonte实验室博士后王超（音译）说，“但这是如何发生的，之前还不清楚。”

肌肉再生是由肌肉干细胞（也称为卫星细胞）介导的。卫星细胞位于一层结缔组织（基膜）和肌纤维（肌纤维）之间的缝隙中。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加入山中因子后肌肉干细胞特异性或生态位特异性的变化。他们把重点放在年轻的老鼠身上，研究这些独立于年龄的因素的影响。

在肌纤维特异性模型中，他们发现加入山中因子可以通过降低生态位中一种名为Wnt4的蛋白质的水平来加速小鼠的肌肉再生，进而激活卫星细胞。相比之下，在卫星细胞特异性模型中，山中因子没有激活卫星细胞，也没有促进肌肉再生，这表明Wnt4在肌肉再生中起着至关重要的作用。

根据Roger Guillemin 主席Izpisua Belmonte的说法，这项研究的观察结果最终可能通过靶向Wnt4而产生新的治疗方法。

“我们的实验室最近开发了新的基因编辑技术，可以用来加速受伤后的肌肉恢复和改善肌肉功能，”他说我们可以利用这项技术直接降低骨骼肌中Wnt4的水平，或者阻断Wnt4与肌肉干细胞之间的信息链。”

研究人员还研究了使细胞再生的其他方法，包括使用mRNA和基因工程。这些技术可能最终导致新的方法来促进组织和器官再生。

题图为位于圣地亚哥拉霍亚的索尔克生物研究所。

参考文献：“In vivo partial reprogramming of myofibers promotes muscle regeneration by remodeling the stem cell niche“，2021年5月25日，《自然通讯》

作者包括：Chao Wang，Ruben Rabadan Ros，Paloma Martinez Redondo，Zaijun Ma，Lei Shi，Yuan Xue，Isabel Guillen Guillen，Ling Huang，Tomoaki Hishida，Xin Kai Liao，Estrella Nuñez Delicado、Concepcion Rodriguez Esteban、Pedro Guillen Garcia、Pradeep Reddy和Juan Carlos Izpisua Belmonte。

其他作者包括：Ruben Rabadan Ros, Paloma Martinez Redondo, Zaijun Ma, Lei Shi, Yuan Xue, Isabel Guillen-Guillen, Ling Huang, Tomoaki Hishida, Hsin-Kai Liao, Concepcion Rodriguez Esteban; Estrella Nuñez Delicado 等来自西班牙的一些研究人员。

研究由NIH-NCI CCSG、西班牙未来主义者协会̃奥莱斯（AFE），佩德罗·吉伦基金会，卡托大学́圣安东尼奥·德穆尔西亚（UCAM）、莫西基金会和CIRM等资助。

（美国华文网 圣地亚哥华文网编发 USChinesePress.com SanDiegoChinesePress.com）