两篇Nature Medicine发表：衰老如何影响干细胞再生

　　

生物通报道：衰老会影响骨骼肌的功能和再生能力。正因如此，老年人在受伤或手术之后恢复得很慢。卡内基科学研究所的科学家们最近发现，蛋白β1-integrin是肌肉再生的关键。靶标这种蛋白有望对抗肌肉衰老和治疗相关疾病。这项研究发表在七月四日的Nature Medicine杂志上。

肌肉干细胞是受伤后肌肉再生的主要源泉。这些成体干细胞在肌肉组织中静静的休眠，如果肌纤维受损它们就会活化并开始增殖。大多数新生细胞组成新的肌纤维，恢复肌肉的正常功能。少数新生细胞回到休眠状态，以便肌肉能够不断地自我修复。

研究人员发现，在肌肉干细胞休眠、活化、增殖、再休眠的过程中β1-integrin起到了至关重要的作用。整合素integrin位于细胞表面，将细胞内部与外界环境连接起来。去除这些蛋白会影响再生过程几乎每一个阶段。

研究人员推测，β1-integrin缺陷可能与肌肉衰老有关。衰老会导致肌肉干细胞数量减少和功能减退。老年人在受伤或手术之后恢复得很慢，在相当长的时间里行动不便。对肌肉干细胞进行干预将能显著提升老年人的肌肉再生能力。

研究显示，衰老肌肉干细胞的β1-integrin的确发生了功能减弱。在肌肉衰老的小鼠中激活integrin，能使其再生能力恢复到年轻水平。这种方法还可以治疗肌营养不良的小鼠，改善小鼠的肌肉再生、肌肉力量和肌肉功能。

肌肉干细胞通过β1-integrin与外界环境的许多其他蛋白相互作用。在这些蛋白中，纤连蛋白fibronectin与肌肉衰老的关系似乎特别紧密。为此，研究人员与雀巢健康科学研究院（NIHS）的团队合作展开了进一步探索。他们的研究表明，衰老肌肉的fibronectin水平大幅降低。去除fibronectin都会使年青肌肉变得像衰老肌肉一样，增加fibronectin能让衰老肌肉的再生能力恢复到年青水平。研究人员在同期Nature Medicine上发表文章，揭示了β1-integrin、纤连蛋白与肌肉干细胞之间的密切关系。

“我们的研究说明，β1-integrin活性减弱的老化肌肉干细胞和纤连蛋白不足的老化肌肉，是肌肉衰老的根本原因。β1-integrin和纤连蛋白都是很有前景的治疗靶标，”卡内基科学研究所的Chen-Ming Fan表示。

骨骼肌的再生能力依赖于长寿的肌肉干细胞，也称为卫星细胞。这些细胞一般处于静息状态，这是维持干细胞群体的一种简单方式。那么，肌肉卫星细胞是如何保持静息和避免衰老的呢？西班牙Pompeu Fabra大学的研究人员在本期Nature杂志上发表文章指出，自噬是肌肉卫星细胞维持干性的关键。自噬是细胞将受损、变性或衰老的蛋白质以及细胞器运输到溶酶体进行消化降解的过程，在进化上（从酵母到人类）非常保守。（更多信息请参见：Nature：自噬与干细胞命运）

衰老会使我们原本茂盛的头发越来越稀疏，甚至完全消失。Science杂志以两篇论文、一篇评论文章的形式，揭示了这一过程背后的神秘机制，阐述了衰老、脱发与干细胞之间的关系。东京医科牙科大学的研究团队发现，衰老会损害毛囊干细胞，使它们变成皮肤。随着时间慢慢推移，这个问题发生在越来越多的干细胞上，最终导致毛囊的萎缩和消失。（更多信息请参见：三篇Science：脱发是因为头发变皮肤？）

在人生的最后一段旅程，衰老使人体机能逐渐退化，越来越接近死亡。全面理解人体衰老并不容易，因为这一过程是相当复杂的。中国医学科学院北京协和医学院的研究人员在Cell Systems杂志上发表文章，首次提出了衰老的四个层面，并在这一框架下探讨了衰老研究中的一些问题。文章的通讯作者是刘德培（De-Pei Liu）院士和陈厚早（Hou-Zao Chen）博士。（更多信息请参见：刘德培院士Cell子刊提出衰老新观点）

生物通编辑：叶予

生物通推荐原文：Targeting β1-integrin signaling enhances regeneration in aged and dystrophic muscle in mice.

Loss of fibronectin from the aged stem cell niche affects the regenerative capacity of skeletal muscle in mice