新方法可增強(qiáng)老年小鼠的肌肉恢復(fù)

科學(xué)家們已經(jīng)開發(fā)出一種很有前途的新方法來對抗與年齡相關(guān)的肌肉質(zhì)量損失，這種損失通常伴隨著受傷或生病后的不動(dòng)。他們在老鼠身上展示的技術(shù)阻止了肌肉在一段時(shí)間不活動(dòng)后在運(yùn)動(dòng)開始時(shí)開始惡化的過程。

他們在生理學(xué)雜志上報(bào)告了他們的發(fā)現(xiàn)。

領(lǐng)導(dǎo)這項(xiàng)研究的伊利諾伊大學(xué)厄巴納-香檳分校運(yùn)動(dòng)機(jī)能學(xué)和社區(qū)健康教授 Marni Boppart 說，鍛煉，尤其是參與負(fù)重活動(dòng)，有助于保持肌肉質(zhì)量，而且隨著年齡的增長尤為重要。受傷或疾病會(huì)導(dǎo)致一段時(shí)間的不動(dòng)和肌肉質(zhì)量下降。

“當(dāng)我們不能收縮肌肉時(shí)，它就會(huì)萎縮，”Boppart 說。“如果這種靜止?fàn)顟B(tài)持續(xù)很長時(shí)間，肌肉質(zhì)量和力量將會(huì)顯著下降。”

Boppart 說，兒童和年輕人的肌肉在恢復(fù)運(yùn)動(dòng)后往往會(huì)迅速恢復(fù)。“但不幸的是，對于老年人來說，他們在停用一段時(shí)間后恢復(fù)肌肉質(zhì)量的能力不足。”

她說，物理治療通常用于促進(jìn)受傷和不動(dòng)后的愈合。但研究表明，運(yùn)動(dòng)開始后肌肉會(huì)繼續(xù)惡化?；钚匝跏茄装Y和細(xì)胞功能障礙的信號(hào)，會(huì)在肌肉中積聚并阻礙愈合過程。

Boppart 的研究重點(diǎn)是在衰老過程中增強(qiáng)或降低肌肉質(zhì)量的因素。在之前的一項(xiàng)研究中，她和她的同事發(fā)現(xiàn)，注射稱為周細(xì)胞的支持細(xì)胞有助于年輕小鼠在靜止一段時(shí)間后恢復(fù)肌肉。然而，老年小鼠對注射反應(yīng)不佳，恢復(fù)有限。

在這項(xiàng)新研究中，研究小組從年輕健康小鼠的肌肉中收集周細(xì)胞，并在細(xì)胞培養(yǎng)中培養(yǎng)它們。他們將細(xì)胞暴露于過氧化氫——一種促進(jìn)細(xì)胞外囊泡產(chǎn)生的強(qiáng)氧化劑，其中含有對抗壓力和促進(jìn)愈合的因子——并收集了 EVs 用于治療。

Boppart 說，細(xì)胞外囊泡對細(xì)胞間通訊至關(guān)重要，可用作健康和疾病的生物標(biāo)志物。先前的研究表明，它們也是壓力和愈合的強(qiáng)大生物介質(zhì)。

“例如，你可以采集年輕小鼠的血液，從血液中收集 EV 并將它們注射到老年小鼠體內(nèi)，它們現(xiàn)在具有更年輕的特征集合，稱為表型，”她說。“你可以從小鼠血液中提取健康的 EV，將它們引入糖尿病小鼠體內(nèi)，從而逆轉(zhuǎn)糖尿病。”

然而，Boppart 說，沒有研究探索使用電動(dòng)汽車來支持肌肉恢復(fù)。

研究人員將他們源自周細(xì)胞的 EV 注射到年輕和老年小鼠的肌肉中，這些小鼠的一條腿經(jīng)歷了一段長時(shí)間的肌肉不動(dòng)，并開始再次使用這些肌肉。

該方法奏效：用受刺激的 EV 治療的小鼠恢復(fù)了年輕和老年小鼠的骨骼肌纖維大小。該研究還首次揭示了源自肌肉周細(xì)胞的 EV 產(chǎn)生了多種可能對抗炎癥和氧化應(yīng)激的因子。

Boppart 說，與全細(xì)胞療法相比，使用 EV 具有許多優(yōu)勢。在移植需要之前，不能收集、冷凍和儲(chǔ)存細(xì)胞，但電動(dòng)汽車可以。早期研究表明，動(dòng)物不會(huì)對注射的電動(dòng)汽車產(chǎn)生免疫反應(yīng)，但需要更多的研究來檢驗(yàn)這些發(fā)現(xiàn)。

然而，研究人員發(fā)現(xiàn)年輕和年長的成年小鼠對受刺激的電動(dòng)汽車的反應(yīng)存在差異。在年輕的成年小鼠中，活性氧種類顯著減少，而在老年小鼠中沒有檢測到。盡管存在這種差異，但與未治療的小鼠相比，年輕和老年小鼠都重塑了支持肌肉結(jié)構(gòu)和生長的細(xì)胞外基質(zhì)，并恢復(fù)了肌纖維大小。

“在這項(xiàng)研究之前，我們不知道周細(xì)胞是如何工作的，”Boppart 說。“我們只知道他們正在分泌可能有助于恢復(fù)過程的有益因素。現(xiàn)在我們對他們這樣做的機(jī)制有了更好的了解。我們知道如何刺激他們做得更好。”

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