科学家们已确定了肌肉修复随年龄增长而减慢的一个关键原因。
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（N-myc下游调节基因1）的蛋白质会积累并成为快速再生的"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。阻断该蛋白可使老年小鼠恢复青春般的修复速度，但随着时间推移会减少干细胞数量，损害重复损伤后的恢复能力。
蛋白积累减缓修复
由博士后学者郑敏·康（Jengmin Kang）和丹尼尔·本杰明（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，在老年细胞中的浓度比年轻细胞高出3.5倍。
NDRG1抑制mTOR（哺乳动物雷帕霉素靶蛋白）信号通路，而该通路通常驱动细胞激活和生长。在相当于人类约75岁年龄的小鼠实验中，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再生医学与干细胞研究中心主任托马斯·兰多（Thomas Rando）博士说，"这看似违反直觉，但能够经受住衰老的干细胞可能实际上是功能最差的那些。它们能够存活不是因为工作能力最强，而是因为生存能力最强。这给了我们一个完全不同的视角来理解为什么组织会随年龄而衰退。"
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始终如一的结果：更高的NDRG1水平降低了快速修复能力，同时增强了韧性。
兰多用一个比喻解释了这一动态：
"想象一下马拉松选手与短跑选手的区别。年轻动物中的干细胞处于超功能状态——非常擅长它们的工作，即'短跑'，但不适合长期维持。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选手——反应较慢，但更适合长途跋涉。然而，使它们在长距离中表现优异的特性恰恰让它们在短跑中表现不佳。"
研究团队将NDRG1的增加归因于"细胞生存偏差"，即NDRG1水平较低的干细胞逐渐死亡，留下更具韧性但反应较慢的细胞群体。
"一些看起来有害的年龄相关变化——如较慢的组织修复——实际上可能是必要的妥协，以防止更糟糕的情况：干细胞池的完全枯竭，"兰多补充道。
他将这一过程与自然界中的进化适应进行了比较，即生物体在压力下优先考虑生存而非繁殖或生长，例如在饥荒期间进入冬眠状态。
"物种之所以能生存是因为它们繁殖，但在资源匮乏时期，动物会启动自身的韧性程序，"兰多说，"自然界中有很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情况完全一致。"
对衰老疗法的启示
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。
兰多警告说："没有免费的午餐。我们可以暂时改善老化细胞在某些组织中的功能，但每次这样做，都可能带来潜在成本和副作用。"
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，让我们理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衰老至关重要，"兰多补充道。
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