科學家發現幹細胞觸發肌肉再生的背後機制

據外媒報道,索爾克研究所的研究人員發現了一種幹細胞幫助肌肉再生的機制。這一發現可能為修復損傷后的肌肉或重建正常衰老過程中失去的肌肉提供一個新的藥物靶點。這項突破始於一組名為山中因子(Yamanaka factors)的蛋白質,長期以來,這些蛋白質一直被研究為幹細胞治療的關鍵部分。

這些因子被用來將常規細胞–最常見的是皮膚細胞–轉化為誘導多能幹細胞(iPS),然後後者可以分化為各種其他類型的細胞。這反過來又有助於組織再生。但山中因子是如何發揮神奇作用的仍舊是個謎。

該研究的論文第一作者Chao Wang表示:“我們的實驗室之前表明,這些因子可以使細胞恢復活力並促進活動物的組織再生。但之前並不知道這是怎麼發生的。”

對此,索爾克團隊開始着手研究這種機制。在肌肉再生中,山中因子似乎作用於稱為衛星細胞的肌肉乾細胞。它們並不存在於肌纖維本身,而是存在於肌纖維和一層結締組織之間的“生態位”中。

研究人員在小鼠實驗中將山中因子引入兩個區域之一–肌肉纖維或含有衛星細胞的生態位。跟直覺相反的是,研究小組發現直接刺激肌肉乾細胞並不能激活它們。但當這些因子被添加到肌肉纖維中時,信息似乎跨越到生態位並激活衛星細胞來促進肌肉再生。

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經過仔細觀察,研究人員發現山中因子降低了生態位中一種名為Wnt4的蛋白質的水平,這種蛋白質似乎是激活衛星細胞的原因。這種蛋白質可能成為未來藥物的有用靶點,進而可能有助於促進肌肉再生。

該研究的論文通訊作者Izpisua Belmonte指出:“我們的實驗室最近開發了新的基因編輯技術,它可以用於加速受傷后的肌肉恢復和改善肌肉功能。我們有可能利用這項技術直接降低骨骼肌中的Wnt4水平或阻斷Wnt4和肌肉乾細胞之間的通信。”

有了這個新目標,科學家們可以開始研究新的藥物以幫助損傷后肌肉再生或減緩衰老過程或疾病期間的肌肉損失。