加州大学洛杉矶分校的科学家们已确定了肌肉修复随年龄增长而变慢的关键原因。
根据发表在《科学》杂志上的一项研究，在老年肌肉干细胞中，一种名为NDRG1的蛋白会积累并充当快速再生的"刹车"。
这一发现揭示了一种生物权衡：虽然NDRG1会减缓损伤后的激活和修复，但它增强了细胞在衰老组织压力环境中的长期存活能力。在老年小鼠中阻断该蛋白可恢复年轻时的修复速度，但随着时间推移会减少干细胞数量，影响重复损伤的恢复能力。
蛋白质积累减缓修复
由博士后学者Jengmin Kang和Daniel Benjamin领导的研究人员比较了年轻和老年小鼠的肌肉干细胞。他们发现NDRG1水平随年龄显著上升，在老年细胞中达到的浓度比年轻细胞高出3.5倍。
NDRG1抑制了通常驱动细胞激活和生长的mTOR信号通路。在实验中，对于相当于人类75岁年龄的小鼠，阻断NDRG1活性使老年干细胞能够更快激活并改善损伤后的肌肉修复。
"这让我们对衰老有了新的思考方式，"该研究的高级作者、加州大学洛杉矶分校Eli和Edythe Broad再生医学和干细胞研究中心主任Thomas Rando博士说，"这看起来有悖常理，但能度过衰老的干细胞可能实际上是功能最差的那些。它们存活下来不是因为工作做得最好，而是因为最善于生存。这为我们理解组织为何随年龄衰退提供了完全不同的视角。"
生存与功能的权衡
这项在实验室培养物和活体组织中进行的研究显示了始终如一的结果：较高的NDRG1降低了快速修复能力，同时提高了恢复力。
Rando用一个类比解释了这种动态关系：
"想想马拉松运动员与短跑运动员的区别。年轻动物中的干细胞是超功能性的——非常擅长它们的工作，即短跑，但不适合长期。它们可以完成100码短跑，但甚至无法跑完马拉松的一半。相比之下，老年干细胞就像马拉松运动员——反应较慢，但更适合长距离。然而，使它们在长距离中如此擅长的特质，恰恰使它们不适合短跑。"
研究小组将NDRG1的增加归因于"细胞生存偏差"，即具有较低水平的干细胞逐渐死亡，留下一个更具恢复力但反应较慢的群体。
"一些与年龄相关的、看似不利的变化——如较慢的组织修复——实际上可能是防止更糟糕情况发生的必要妥协：干细胞库的完全耗尽，"Rando补充道。
他将这一过程比作自然界中的进化适应，即在压力下的生物体优先考虑生存而非繁殖或生长，例如在饥荒期间进入冬眠。
"物种生存是因为它们能够繁殖，但在资源匮乏时期，动物会启动自身的恢复力程序，"Rando说，"自然界中有很多例子表明，在压力时期会将资源分配给生存。这与我们在细胞水平上看到的现象完全一致。"
对衰老疗法的影响
这项由美国国立卫生研究院、NOMIS基金会、Milky Way研究基金会、Hevolution基金会和韩国国家研究基金会资助的研究，为未来疗法带来了挑战。
Rando警告说，"没有免费的午餐。我们可以暂时改善老年细胞的功能，针对某些组织，但每次这样做时，都可能有潜在成本和负面影响。"
研究小组计划进一步研究平衡生存和表现的分子机制。
"这个基因几乎就像我们打开的一扇门，帮助我们理解控制这些权衡的机制，这些权衡不仅对物种进化至关重要，对个体内部组织的衰老也至关重要，"Rando补充道。
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