肌肉衰老的奧秘 迄今最完整肌肉衰老過程單細胞圖譜發(fā)布
近日，杭州華大生命科學研究院聯(lián)合國內(nèi)外研究團隊，發(fā)布迄今最完整的肌肉衰老過程單細胞圖譜，揭示了肌肉衰老的奧秘。
387000多個細胞或細胞核，來自31個不同年齡、性別和地區(qū)背景的人群，如此龐大的細胞數(shù)，可以構(gòu)成一張怎樣奇妙的圖譜？
“這是一張描述衰老過程中細胞群變化的圖譜。”杭州華大生命科學研究院副研究員賴毅維說，圖譜盡可能覆蓋了15至99歲、具有不同機能水平的人類個體，發(fā)現(xiàn)了老年人中新細胞群的出現(xiàn)，以及與這些變化相關(guān)的微觀特征。
探尋原因
細胞會“迷失”“罷工”
一個發(fā)現(xiàn)讓研究團隊非常興奮，在老年人骨骼肌的肌纖維中，發(fā)現(xiàn)了心肌細胞的特征。這種表型特征本不應該出現(xiàn)在骨骼肌中，說明肌纖維的細胞在衰老過程中可能混淆了自己的身份，丟失了自己的特征。
此外，一些新的肌纖維群體出現(xiàn)在老年人骨骼肌中，它們在年輕人肌肉圖譜中幾乎看不到。
賴毅維表示，有一部分可能是肌纖維衰老中率先衰老的群體，也可能是身體為抵抗老化，特別培養(yǎng)的“修補匠”。當肌肉受到損傷時，它會移動到相應區(qū)域，提供材料、指導肌纖維的修復。隨著人類年齡增大、日益衰老，肌肉也會長期受到損傷，從而調(diào)動它日夜不休修復身體。就像人得不到休息會“累垮”一樣，這位特別的“修補匠”如果長久工作，修復能力也會被耗竭，它便“罷工”了。
肌肉干細胞不斷激活后耗竭
隨著年齡增長，肌肉從富有彈性變得松弛脆弱。其中最關(guān)鍵的因素在哪里呢？
肌肉中含有一種神奇的肌肉干細胞，成年后便“沉睡”在身體之中。但在肌肉受到損傷時，會被激活，開始增殖分化為肌細胞，修復受損肌肉。
研究團隊發(fā)現(xiàn)，在衰老的肌肉里，肌肉干細胞處于不斷激活的循環(huán)狀態(tài)�！斑@種常態(tài)化的激活，對于它自身維持穩(wěn)定是有害的�！辟囈憔S說，肌肉干細胞無法維持群體的規(guī)模，最終導致無法有效增殖和分化以修復受損的肌肉，這也可能是衰老過程中肌肉干細胞耗竭的機制之一。
此外在衰老過程中，免疫細胞數(shù)量會增多并啟動炎癥程序。這個變化表明，衰老后的肌肉在遭受損傷時更難修復，并可能促進全身性炎癥和加速老年人整體身體功能的衰退。
快速肌纖維大量丟失
另一個關(guān)系到肌肉老化的關(guān)鍵發(fā)現(xiàn)是，快速肌纖維與慢速肌纖維的變化。
研究發(fā)現(xiàn)，隨著年齡增長，快速肌纖維會逐漸減少，而慢速肌纖維相對穩(wěn)定，退變較為緩慢。這些變化代表了人類身體對衰老的一種自我調(diào)節(jié)機制，試圖通過保留更多耐力型的肌纖維來應對老化帶來的挑戰(zhàn)。
“我們在臨床上常提到老年人‘最后一跤’的問題�！辟囈憔S說，這是因為老年人丟失了大量的快速肌纖維，直接影響了他們的運動能力，增加其摔倒的風險。
賴毅維提示，肌肉本身是一個重要的代謝器官，可以幫助身體維持糖穩(wěn)態(tài)的平衡等。肌肉穩(wěn)態(tài)的丟失，不僅會導致運動能力的減弱，還將導致身體新陳代謝水平的下降，如中心性肥胖，血壓升高、血脂偏高，血糖高于正常值等病理性變化。
修復改善
借助圖譜構(gòu)建“衰老時鐘”
獲得2012年諾貝爾生理學或醫(yī)學獎的兩位科學家的成果表明，細胞重編程技術(shù)可以“回撥”細胞年齡。
肌肉衰老的圖譜能否成為科學家改善衰老密碼的藍本？
賴毅維表示，衰老不是疾病本身，從衰老到疾病的轉(zhuǎn)化過程之中，留有非常大的可以挽救的空間。“當前我們正借助這份圖譜，構(gòu)筑人類的‘衰老時鐘’——從細胞和分子的層面真正構(gòu)建衰老的量化標準，判斷人的生理學年齡。”他說，和修車一樣，科學家應該先找出發(fā)生故障的原因，然后嘗試用新技術(shù)新手段修復它。
“隨著人類壽命的持續(xù)增加，老年人群所面臨的慢性疾病問題日益受到社會的廣泛關(guān)注。”負責此次研究臨床研究部分的廣東藥科大學附屬第一醫(yī)院宋炎成主任表示，該圖譜促進了量化肌肉衰老模型發(fā)展，將有助于更好評估個體肌肉健康狀況、預測潛在風險，并為臨床實踐和個性化干預計劃制定提供有力支持。相信通過持續(xù)深入的研究，未來能更有效地延緩或改善肌肉衰老過程。
研究團隊也希望，隨著研究持續(xù)深入地進行，對肌肉衰老不是簡單修修補補，而是讓受損細胞“回到過去”，重新開始分化和運轉(zhuǎn)，延緩人類衰老進程和疾病的發(fā)作概率。
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