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最新研究| 衰老导致肌肉流失!干细胞可以修复

来源:博雅

日期: 2021.04.15

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提起衰老,有一项生理变化往往被人们忽略,但又与老年人的健康甚至寿命息息相关——那就是肌肉的流失。当我们年轻时,被称为卫星细胞的骨骼肌干细胞附着在我们肌肉细胞附近,产生肌肉祖细胞和释放营养因子,来应对我们平时的运动和受到的伤害。


但随着年龄的增加,卫星细胞的数量和功能都会逐渐降低。衰老引起的肌肉的流失与萎缩称为少肌症,患有少肌症的老人站立困难、步履缓慢、容易跌倒骨折。少肌症还会影响器官功能,可能会引发肥胖,糖尿病,心脏和肺部衰竭,甚至死亡。除了衰老,肌肉营养不良和基因突变等原因也会导致肌肉的数量减少和功能降低。


顾名思义,干细胞可以分化成为我们体内多种类型的细胞,那么干细胞能否用来治疗少肌症呢?


最近发表在《Stem Cell Research & Therapy》杂志以一篇研究发现,用被称为givinostat 的人造小分子诱导干细胞分化成为肌肉祖细胞或肌肉细胞,能够促进肌肉的修复和再生。


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美国国立卫生院给予了160万美元的经费补助(1RO1AG070145-01)来资助这一项研究的进一步开展。研究人员表示,他们的方法也可能适用于其他情况,包括任何衰老的细胞类型。他们已经在中风和修复骨质等方面开展了研究。


01

干细胞分化的细胞具有很强的增殖和移动功能


研究人员在体外用小分子Givinostat诱导多功能干细胞分化成为肌肉祖细胞(Givi-MPC),发现其增殖和移动能力高于人体分离的肌肉祖细胞(human myoblasts)和对照组肌肉祖细胞(control-MPC)。并且干细胞分化而来的肌肉祖细胞(Givi-MPC)能更有效地抵抗氧化应激和炎症反应。


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图片来自参考文献


02

诱导的细胞够植入到受损肌肉并促进修复


研究人员将小分子Givinostat诱导的肌肉祖细胞(Givi-MPC)注入疾病模型小鼠体内,发现在注入后一个月时这些细胞已经植入到了受损肌肉中,并且与支配肌肉的神经形成了神经肌肉接头。


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图片来自参考文献


与人肌肉祖细胞和对照组肌肉祖细胞相比,Givinostat诱导而来的肌肉祖细胞(Givi-MPC)对肌营养不良蛋白的修复效果更加显著,并且减少了疾病模型小鼠体内肌肉的坏死和免疫细胞的浸润。


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图片来自参考文献


更重要的是,研究人员在注入干细胞分化而来的肌肉祖细胞(Givi-MPC)后,给予小鼠肌肉再次伤害,发现接受Givi-MPC注射的小鼠与对照组小鼠相比,有更高的修复能力。


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图片来自参考文献


03

干细胞分泌的囊泡能够促进肌肉血管再生


血管再生对受损肌肉的修复至关重要。研究人员通过体外成管实验,发现与人肌肉祖细胞和对照组肌肉祖细胞相比,Givinostat诱导的肌肉祖细胞(Givi-MPC)明显促进了血管的形成。其原因认为是细胞囊泡起到了很重要的作用。囊泡是细胞分泌的由膜包裹的微小结构,能够携带蛋白质,DNA,信使RNA等丰富的调控物质。


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图片来自参考文献


衰老是人类共同的难题,而肌肉又是维持我们机体正常运行的重要器官。少肌症几乎发生在所有老人中,并且目前没有有效的治疗方法。从这项研究中我们可以看到,干细胞给少肌症及类似疾病的治疗指出了新方向,干细胞可以通过多种机制来发挥治疗作用,相信未来干细胞能给衰老相关疾病的治疗提供更多的帮助


参考文献:

Xuan, W., Khan, M. & Ashraf, M. Pluripotent stem cell-induced skeletal muscle progenitor cells with givinostat promote myoangiogenesis and restore dystrophin in injured Duchenne dystrophic muscle. Stem Cell Res Ther 12, 131 (2021)https://doi.org/10.1186/s13287-021-02174-3


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