當肌肉發(fā)生撕裂,肌肉內(nèi)的干細胞就會進行修復(fù)。這種情況不僅發(fā)生在嚴重的肌肉萎縮疾病中,在日常生活中的肌肉拉傷情況,肌肉干細胞也會自我修復(fù)。這些肌肉干細胞是無形的發(fā)動機,在肌肉損傷后驅(qū)動組織的生長和修復(fù)。但是當我們年老體弱時,就會失去很多肌肉,而我們的干細胞似乎也不能像年輕時一樣發(fā)揮作用。目前在實驗室培養(yǎng)肌肉干細胞,然后用它們來治療性地替代受損的肌肉,一直是令人沮喪的難題。
近日,來自澳大利亞莫納什大學(xué)和荷蘭烏特勒支大學(xué)醫(yī)學(xué)中心的研究人員發(fā)表了一項新的研究,他們發(fā)現(xiàn)了一種觸發(fā)肌肉干細胞增殖和愈合的因子,在嚴重肌肉損傷的小鼠模型中,注射這種天然存在的蛋白NAMPT,可使肌肉完全再生,并在嚴重肌肉創(chuàng)傷后恢復(fù)正常運動。相關(guān)研究結(jié)果發(fā)表在《Nature》期刊上。

在這項研究中,研究人員研究了斑馬魚骨骼肌的再生。由于斑馬魚的繁殖速度快,更容易進行試驗操作,而且它至少有70%的基因與人類共享,所以斑馬魚迅速成為研究干細胞再生的首選動物模型。斑馬魚是透明的,更方便科學(xué)家觀察活體肌肉中發(fā)生的再生過程。
通過研究遷移到斑馬魚的肌肉損傷處的細胞,研究人員發(fā)現(xiàn)了一組稱為巨噬細胞的免疫細胞,它們似乎在觸發(fā)肌肉干細胞再生方面發(fā)揮作用。巨噬細胞是蜂擁到體內(nèi)任何受傷或感染部位的細胞,清除碎片并促進愈合。研究人員表示,他們看到的是巨噬細胞緊緊擁抱著肌肉干細胞,然后肌肉干細胞開始分裂和增殖。一旦它們開始這個過程,巨噬細胞就會繼續(xù)前進,然后擁抱下一個肌肉干細胞,很快傷口就會愈合。
長期以來,人們一直認為體內(nèi)存在兩種類型的巨噬細胞:一種是迅速移動到損傷處并清除碎片的巨噬細胞,另一種是來得比較慢的巨噬細胞,并在周圍停留較長時間進行清理。
該研究發(fā)現(xiàn),其實在受傷部位有8種遺傳上不同的巨噬細胞,其中的一種類型尤其是“擁抱專家(cuddler)”。進一步調(diào)查發(fā)現(xiàn),這種感情豐富的巨噬細胞會釋放出一種名為NAMPT的物質(zhì)。通過將這些巨噬細胞從斑馬魚身上移除,并將NAMPT添加到水族館的水中,可以刺激它們的肌肉干細胞生長和愈合,“有效地取代了對巨噬細胞的需求”。
重要的是,近期的實驗將含有NAPMT的水凝膠貼片放入嚴重肌肉萎縮的小鼠模型中,導(dǎo)致了研究人員所說的受損肌肉的顯著替換。目前,研究團隊正在與一些生物技術(shù)公司討論將NAMPT引入臨床試驗,以便利用這種化合物治療肌肉疾病和損傷。
資訊出處:
[1]?[endif]Dhanushika Ratnayake, Phong D. Nguyen, et al.Macrophages provide a transient muscle stem cell niche via NAMPT secretion[J].Nature,2021,(2).