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触发肌肉再生的蛋白质
当我们撕裂肌肉时,其中的干细胞可以修复问题。我们不仅在严重的肌肉萎缩性疾病(例如肌肉营养不良)中看到这种情况,而且在我们“拉”动肌肉的日常生活中也看到了这种情况。同样,当我们衰老并变得虚弱时,我们会失去很多肌肉,而我们的干细胞似乎无法像我们衰老一样正常工作。这些肌肉干细胞是看不见的引擎,在受伤后会驱动组织的生长和修复。但是,在实验室中培养这些细胞,然后用它们来治疗受损的肌肉非常困难。
肌肉再生
来自Hubrecht研究所负责人Jeroen Bakkers和来自墨尔本莫纳什大学澳大利亚再生医学研究所所长Peter Currie的研究人员现在已经发现了触发这些肌肉干细胞增殖和愈合的因素。在严重肌肉损伤的小鼠模型中,这种天然蛋白质的引入导致肌肉完全再生,并在严重的肌肉创伤后恢复正常运动。
荧光显微镜下的小鼠肌肉干细胞
拥抱干细胞
通过研究迁移到斑马鱼肌肉损伤中的细胞,科学家们鉴定出了一组免疫细胞,称为巨噬细胞,它们似乎在触发肌肉干细胞再生中起作用。“我们看到的是巨噬细胞,实际上是在包裹着肌肉干细胞,然后开始分裂并增殖。一旦他们开始这一过程,巨噬细胞将继续运动并拥抱下一个肌肉干细胞,伤口很快就会愈合。
更换巨噬细胞
巨噬细胞是聚集在体内任何损伤或感染部位,清除碎屑并促进愈合的细胞。“他们是免疫系统的清理人员,”科里说。进一步的调查表明,“拥抱”的巨噬细胞释放出一种叫做NAMPT的物质。通过从斑马鱼中去除巨噬细胞并将NAMPT添加到水族馆水中,科学家发现它们可以刺激肌肉干细胞生长和愈合-有效地替代了对巨噬细胞的需求。重要的是,将含有NAMPT的水凝胶贴剂放入严重肌肉萎缩的小鼠模型中的实验导致了受损肌肉的大量替换。目前,研究人员正在与许多生物技术公司讨论将NAMPT用于该化合物在治疗肌肉疾病和损伤中的临床试验。
荧光显微镜下巨噬细胞对肌肉损伤的反应
卓有成效的合作
Bakkers说:“这是莫纳什大学与Hubrecht研究所之间卓有成效的合作,令人振奋的是,巨噬细胞在骨骼肌再生中起着如此重要的作用。” 该项目的另一位研究人员之一Phong Nguyen补充说:“我们每天都使用肌肉来完成一些简单的任务,例如起床,但同时也进行强度较大的活动,例如运动。这些活动可能会造成轻度或重度伤害,令人欣慰的是,我们体内的其他细胞正在帮助这些肌肉干细胞发挥作用。” 巨噬细胞在心脏再生过程中也起着重要作用,这在Bakkers小组中得到了广泛的研究。Bakkers总结道:“这项工作也可能有助于人们更多地了解巨噬细胞在心脏中的作用。”