康奈尔大学的研究人员通过研究小鼠的免疫细胞和干细胞相互作用，揭示了老化肌肉如何失去再生能力。他们提出了一种评估衰老的新方法，为针对衰老细胞的潜在疗法提供了见解。
康奈尔大学的研究人员创建了一个详细的模型，展示了肌肉如何随着年龄增长而失去再生能力。他们确定了29种细胞类型，并发现老年小鼠的免疫细胞和肌肉干细胞行为不同，导致肌肉修复过程中的不协调。
随着肌肉的老化，其细胞在受伤后失去了再生和愈合的能力。现在，康奈尔大学的研究人员创建了迄今为止最全面的模型，展示了这一变化在小鼠中随时间的发展。
“最初研究的基本问题是真正困扰骨骼肌生物学界的问题，”本·科斯格罗夫（Ben Cosgrove）说道，他是生物医学工程副教授，也是该论文的资深作者。“在老化的肌肉中看到的再生能力下降是由于驱动修复过程的干细胞本身的变化，还是由于它们接受其他细胞类型指令方式的变化？”
在发表于《自然衰老》的研究中，研究人员通过蛇毒毒素变异体诱导损伤后，在六个时间点采集了年轻、老年和高龄小鼠的细胞样本。他们确定了29种定义明确的细胞类型，包括在不同年龄组中表现出数量和反应时间差异的免疫细胞，以及在年轻时自我更新但在肌肉老化时停滞的肌肉干细胞。
老化过程中肌肉修复的不协调
对多种细胞类型随时间的详细评估显示，老年小鼠的肌肉修复过程出现了不协调。许多协调组织修复的免疫细胞出现的时间不对。
“它们的数量过多或过少，”科斯格罗夫说。“免疫细胞演奏的是错误的音乐。在老化的肌肉中，它们彼此之间步调不一致。”
研究团队使用了一种新颖的方法来评估衰老——当细胞不能再分裂时的情况。
“我们开发了一种基于迁移学习的方法，”主要作者劳伦·沃尔特（Lauren Walter）说，她在研究时是科斯格罗夫实验室的博士生。“我们使用现有的基因列表来评估细胞的衰老状态，然后用这种方法评估不同年龄和再生时间点的衰老情况。”
这项研究提供了对细胞类型之间相互作用及其如何引发衰老的更好理解，这可能有助于开发针对衰老细胞的药物。
参考文献：“通过小鼠生命周期的转录组分析确定改变的干细胞状态” 作者：劳伦·D·沃尔特（Lauren D. Walter）、杰西卡·L·奥顿（Jessica L. Orton）、伊奥尼斯·恩特卡斯（Ioannis Ntekas）、恩·惠·汉娜·冯（Ern Hwei Hannah Fong）、薇薇安娜·I·梅伊米（Viviana I. Maymi）、布莱恩·D·鲁德（Brian D. Rudd）、伊维恩·德弗拉明克（Iwijn De Vlaminck）、詹妮弗·H·埃利塞夫（Jennifer H. Elisseeff）和本杰明·D·科斯格罗夫（Benjamin D. Cosgrove），2024年11月22日，《自然衰老》。DOI: 10.1038/s43587-024-00756-3
这项研究得到了美国国立卫生研究院、布隆伯格-基梅尔研究所和莫顿·戈德堡教授职位的支持。
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