随着年龄增长,我们的肌肉逐渐萎缩、衰弱,受伤后的自愈能力也越来越差。在一项新研究中,美国匹兹堡大学的研究人员发现了一种使小鼠肌肉恢复活力的重要介质,这对理解肌肉再生能力为何减弱具有重要意义,有望推动人类肌肉再生疗法的发展。
6日发表在《自然衰老》杂志上的相关论文显示,细胞外囊泡(EVs)的循环将一种名为Klotho的“长寿蛋白”的遗传指令传递到肌肉细胞中。老年小鼠肌肉功能丧失和肌肉修复受损可能是由衰老的EVs引起的,与年轻动物相比,EVs携带的这些指令的副本较少。
“这项研究有助于我们了解肌肉再生的基本生物学,利用这些知识,我们可以考虑使用 EVs 作为一种治疗方法来抵消这些与年龄相关的缺陷,”国际康复中心主任、匹兹堡大学医学中心 (UPMC) 物理医学和康复副教授、资深作者 Fabrica Ambrosio 博士说。
Ambrosio 的团队收集了年轻小鼠的血清,并将其注射到肌肉受伤的老年小鼠体内。与接受安慰剂治疗的小鼠相比,接受年轻血清的小鼠表现出增强的肌肉再生和功能恢复,但当去除囊泡时,血清的修复特性就消失了,这表明这些囊泡介导了年轻血液的有益作用。
研究人员还发现,EV 可将抗衰老蛋白 Klotho 的基因指令(mRNA)传递给肌肉祖细胞,这是一种对骨骼肌再生至关重要的干细胞。从老年小鼠身上采集的 EV 携带的 Klotho 指令副本比从年轻小鼠身上采集的少,这导致肌肉祖细胞产生的蛋白质更少。
随着年龄的增长,肌肉在受伤后无法愈合,疤痕组织会沉积下来,而不是恢复原来的肌肉结构。在早期的研究中,Ambrosio 的团队表明 Klotho 是肌肉祖细胞再生能力的重要调节剂,这种蛋白质会随着年龄的增长而下降。
这项新研究首次表明,与年龄相关的 EV 变化会导致衰老干细胞中 Klotho 的消耗,这表明 EV 可用于开发治疗受损肌肉组织的新疗法。
除了帮助受损肌肉恢复,EV 还可以帮助逆转衰老的其他影响。先前的研究表明,年轻血液可以提高老年小鼠的认知能力。