图片:Fabrisia Ambrosio博士，UpMC国际康复中心主任，匹兹堡大学物理医学和康复副教授
随着我们年龄的增长，我们的肌肉逐渐变得更小、更弱，受伤后的愈合能力也更弱。在一项新的研究中，UpMC和匹兹堡大学(University of pittsburgh)的研究人员指出，小鼠肌肉中有一种重要的年轻调节因子，这一发现可能会促进老年人的肌肉再生治疗。
这项研究发表在今天的《自然衰老》杂志上，它证明了一种叫做胞外囊泡(extracellular vesicles，EV)的循环穿梭，向肌肉细胞传递一种名为Klotho的长寿蛋白质的遗传指令。老年小鼠肌肉功能的丧失和受损的肌肉修复可能是由老年EVs 驱动的，与年轻动物相比，老年EVs携带的这些指令的副本较少。
这一发现对于理解为什么肌肉的再生能力会随着年龄的增长而萎缩是一个重要的进展。
资深作者Fabrisia Ambrosio博士说:“出于几个原因，我们对这项研究感到非常兴奋。”Fabrisia Ambrosio博士是UpMC国际康复中心主任，皮特大学物理医学和康复副教授。“在某种程度上，它帮助我们理解肌肉再生的基本生物学原理，以及它如何在我们变老时失效。然后，把这些信息带到下一步，我们可以考虑使用细胞外囊泡作为治疗手段来抵消这些与年龄相关的缺陷。”
这项新的研究建立在几十年的研究基础上，研究表明，当给年老的小鼠注入年轻小鼠的血液时，许多细胞和组织都恢复了年轻的特征。但到目前为止，还不清楚年轻血液中的哪些成分具有这种返老还童的作用。
“我们想知道细胞外囊泡是否有助于肌肉再生，因为这些信使通过血液和其他体液在细胞之间移动，”该研究的主要作者、皮特物理医学和康复系博士后阿姆里塔·萨胡博士说。“就像瓶子里的信息，EV将信息传递到目标细胞。”
Ambrosio和她的团队收集了年轻小鼠的血清，即去除血细胞和凝血因子后残留的血液，并将其注射到肌肉受伤的老年小鼠体内。与接受安慰剂治疗的小鼠相比，接受年轻血清的小鼠表现出了增强的肌肉再生和功能恢复，但当去除EVs时，血清的恢复特性消失了，这表明这些囊泡介导了年轻血液的有益影响。
深入研究后，研究人员发现ev将编码抗衰老蛋白Klotho的基因指令或mRNA传递给肌肉祖细胞，这是一种对骨骼肌再生很重要的干细胞。从老年小鼠身上收集的ev比从年轻老鼠身上收集的ev携带的Klotho指令的副本更少，这促使肌肉祖细胞产生更少的这种蛋白质。
随着年龄的增长，肌肉损伤后不能很好地愈合，因为疤痕组织已经沉积，而不是恢复原来的肌肉结构。在早期的研究中，Ambrosio和她的团队发现Klotho是肌肉祖细胞再生能力的重要调节因子，并且这种蛋白质会随着年龄的增长而衰退。
这项新研究首次表明，EV货物中与年龄相关的变化导致了老化干细胞中Klotho的枯竭，这表明EV可以发展成为修复受损肌肉组织的新疗法。
“EV可能有助于提高老年人肌肉的再生能力，改善受伤后的功能恢复，”Ambrosio说，他也是皮特大学麦高恩再生医学研究所的成员。“我们真正感兴趣的想法之一是设计带有特定货物的EV，这样我们就可以控制目标细胞的反应。”
除了肌肉，EV还可以帮助逆转衰老的其他影响。先前的研究表明，年轻的血液可以提高老年小鼠的认知能力。研究人员获得了一项资助，接下来探索EV逆转年龄相关认知能力下降的潜力。
文章标题Regulation of aged skeletal muscle regeneration by circulating extracellular vesicles