一项新的研究表明,体内的一种常见分子可能被用来使衰老的肌肉细胞恢复活力,从而帮助防止老年人的虚弱。
发达国家的人口正在老龄化,导致其人口中与年龄相关的虚弱和衰弱率上升。这些人群中逐渐的肌肉损失因老年人肌肉组织修复损伤的能力较差而加速,尤其是在跌倒或手术后。这会导致一种称为肌少症的情况,即低肌肉质量,使老年人更容易出现更多的虚弱和运动问题。
先前的研究表明,肌肉干细胞在修复此类组织损伤中起着关键作用,但随着年龄的增长,它们会变得功能失调。研究人员一直在努力了解衰老的干细胞与年轻的干细胞有何不同,并寻找逆转这些变化的方法。
发表在《细胞干细胞》杂志上的一项新研究揭示,用体内自然存在的分子前列腺素E2(PGE2)治疗的老年小鼠表现出肌肉再生和力量的改善。科学家们还发现,PGE2分子通过对抗干细胞衰老来发挥作用。
在研究中,研究人员检查了PGE2及其相关分子EP4对身体的影响。先前的研究表明,在肌肉受伤时,PGE2会触发年轻小鼠的肌肉干细胞再生。在老年小鼠中,科学家发现肌肉干细胞中的EP4产生要么缺乏,要么比年轻干细胞中的水平减少了一半。
“PGE2是一个唤醒干细胞并修复损伤的闹钟。衰老实际上降低了这个闹钟的音量,而干细胞也戴上了耳塞。”研究作者Yu Xin Wang说。
这项新研究找到了一种方法来重置这种细胞闹钟的强度。当科学家在肌肉受伤后给老年小鼠注射稳定形式的PGE2,并结合锻炼时,他们发现接受治疗的小鼠比未接受治疗的小鼠获得了更多的肌肉质量和更强的力量。
“最让我惊讶的是,单次剂量的治疗就足以恢复肌肉干细胞的功能,而且这种效果远远超出了药物的作用时间。”王博士说。“除了制造新的肌肉外,干细胞还留在组织中,在那里它们维持PGE2的效果,并进一步增强肌肉的再生能力。”
研究发现,PGE2治疗可以恢复干细胞功能,并逆转许多小鼠肌肉中的与年龄相关的改变。
“PGE2已被证明参与肠道、肝脏和其他几种组织的再生过程和信号传导,这可能会开启一种方法,恢复其他衰老组织的再生能力。”王博士说。
“我们已经发现PGE2可以诱导衰老的肌肉干细胞恢复活力,从而在肌肉修复和力量方面带来功能上的改善。”科学家们总结道。
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