科学家在加州大学洛杉矶分校发现了肌肉修复随年龄减慢的关键原因。
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的蛋白质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减缓了损伤后的激活和修复，但它增强了细胞在老化组织压力环境中的长期存活能力。阻断该蛋白使老年小鼠恢复了年轻的修复速度，但随时间推移减少了干细胞数量，损害了对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，在老年细胞中达到年轻细胞的3.5倍。
NDRG1抑制mTOR信号通路，而该通路通常驱动细胞激活和生长。在实验中，对相当于人类75岁年龄的老年小鼠，阻断NDRG1活性使老年干细胞能够更快地激活，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，"该研究的资深作者、加州大学洛杉矶分校再生医学和干细胞研究中心主任Thomas Rando博士说，"这似乎有违直觉，但能够经历衰老的干细胞实际上可能是功能最差的那些。它们能够存活不是因为它们工作最好，而是因为它们最擅长生存。这为我们理解为什么组织随年龄衰退提供了完全不同的视角。"
生存与功能的权衡
这项在实验室培养和活体组织中进行的研究显示了持续一致的结果：较高的NDRG1降低了快速修复能力，同时增加了适应力。
Rando用一个类比解释了这种动态：
"可以将其比作马拉松选手与短跑选手。年轻动物中的干细胞是超功能的——非常擅长它们的工作，即短跑，但不适合长期运行。它们可以完成100码冲刺，但甚至无法跑完马拉松的一半。相比之下，老化的干细胞就像马拉松选手——反应较慢，但更适合长距离。然而，使它们在长距离中如此出色的正是让它们不适合短跑的原因。"
研究团队将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，留下一个更具适应力但反应较慢的种群。
"一些看起来不利的与年龄相关的变化——如较慢的组织修复——实际上可能是防止更糟糕情况的必要妥协：干细胞池的完全耗尽，"Rando补充道。
他将这一过程与自然界中的进化适应进行了比较，在压力下，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。
"物种之所以能够生存是因为它们繁殖，但在匮乏时期，动物会启动它们自己的适应力程序，"Rando说，"自然界中有许多例子表明在压力时期将资源分配给生存。这与我们在细胞水平上看到的完全一致。"
对老化疗法的影响
这项由美国国立卫生研究院、NOMIS基金会、银河研究基金会、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："天下没有免费的午餐。我们可以暂时改善老化细胞对某些组织的功能，但每次我们这样做时，都可能存在潜在的成本和副作用。"
研究团队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，让我们了解控制这些权衡的因素，这些权衡不仅对物种进化至关重要，也对个体内部组织的老化至关重要，"Rando补充道。
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