一项新的研究表明，通过间歇性禁食和一种专门的生物医学绷带相结合的方法，可以在老年小鼠中恢复骨骼愈合能力，使其达到年轻动物的水平。这项研究今天作为经过审阅的预印本发表在《eLife》上，编辑们认为其具有根本性的意义。他们表示，严格的分析提供了令人信服的证据，证明了一种潜在的新治疗方法，可以恢复老年动物的骨骼愈合能力，并有望在其他组织中也恢复修复能力。
随着年龄的增长，身体再生和修复自身的能力会下降。这在全球人口日益老龄化的情况下构成了重大挑战。“骨骼修复的关键是一种称为骨祖细胞的细胞，它们生成新的骨组织。随着动物年龄的增长，这些细胞的数量和功能都会下降，从而限制了骨骼的再生能力，”该研究的主要作者、瑞士洛桑大学生物医学科学系和英国国王学院基因治疗与再生医学中心的前博士生约书亚·里夫斯（Joshua Reeves）解释说。“颅骨的一部分特别容易受到与年龄相关的愈合问题的影响。两种主要描述的骨祖细胞生态位是覆盖所有扁平骨的骨膜和仅存在于颅骨之间缝线中的间充质。”
为了了解与年龄相关的骨骼愈合变化，里夫斯和他的同事们研究了小鼠模型中骨膜和缝线间充质随年龄的变化情况。首先，他们分析了小鼠颅骨在衰老过程中的变化，发现随着年龄的增长，骨结构和愈合能力都明显下降。研究团队注意到，骨膜内骨形成组织中的血管数量从成年期开始减少。他们还观察到，老化骨形成区室中的变化包括肌动蛋白水平升高和细胞核延长，这些都是僵硬程度增加的标志。此外，老年小鼠的能量代谢途径，尤其是线粒体功能，也出现了下降。这些改变导致骨祖细胞的数量减少和功能受损，削弱了骨骼健康和修复能力。
随后，研究团队尝试通过使用Wnt3a绷带——一种输送Wnt3a蛋白的专门生物医学装置，该蛋白在调节骨祖细胞行为中起关键作用——来增加老年小鼠的骨祖细胞数量。尽管这确实增加了骨祖细胞的数量，但并未恢复愈合能力，这表明老化细胞本身存在更深层次的问题。
间歇性禁食——一种交替进行饮食和禁食的饮食方法——已被证明可以提高成年动物的骨密度。因此，研究团队尝试将Wnt3a绷带治疗与间歇性禁食结合应用于有颅骨缺损的老年小鼠。在这种条件下，老年小鼠达到了与年轻小鼠相当的骨骼修复水平。进一步的分析显示，间歇性禁食特别是通过增强线粒体活性和减少与年龄相关的细胞压力，使骨祖细胞得到了恢复。这些效果还可以通过靶向特定途径的补充剂如烟酰胺单核苷酸来模拟，后者可以增强线粒体能量生产。此外，肠道微生物组的变化，特别是名为阿克曼氏菌的细菌数量增加，在改善组织健康和修复方面发挥了关键作用。这表明饮食改变可能对骨骼健康有多重益处。值得注意的是，骨骼修复能力的提高是在总体热量摄入不变的情况下实现的，而是通过禁食本身实现的。
作者强调，虽然他们的发现充满希望，但这项工作仍处于早期阶段，并且是在小鼠身上进行的。如果在人类中得到进一步验证，他们的方法可能会导致帮助老年人更快愈合并保持更强健骨骼的治疗方法，同时也可以改善其他老化组织的修复和功能。
“短期协议如间歇性禁食、短暂提升细胞能量或通过短期治疗改善肠道微生物组，强烈表明老化组织处于可逆状态，”高级作者、瑞士洛桑大学生物医学科学系教授舒克里·哈比布（Shukry J Habib）说。“老化组织保留了通过有针对性的干预措施改善健康的潜力。我们的数据揭示了一个引人入胜的研究方向，即可以通过代谢和微生物组干预来治疗老化个体的组织损伤。”
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