科學(xué)家發(fā)現(xiàn)肌肉再生的新機(jī)制

微管網(wǎng)絡(luò)（綠色）在肌肉損傷處重新組織并吸引肌核。來源：威廉·羅曼，iMM

眾所周知，肌肉通過一個(gè)復(fù)雜的過程進(jìn)行再生，該過程涉及多個(gè)步驟并依賴于干細(xì)胞?，F(xiàn)在，由 Instituto de Medicina Molecular Jo?o Lobo Antunes（iMM；葡萄牙）和 Pompeu Fabra 大學(xué)（UPF Barcelona；西班牙）的研究人員領(lǐng)導(dǎo)并于 2021 年 10 月 15 日在科學(xué)雜志《科學(xué)》上發(fā)表的一項(xiàng)新研究描述了一種新機(jī)制依靠細(xì)胞核的重排來進(jìn)行生理損傷后的肌肉再生。這種保護(hù)機(jī)制為更廣泛地了解生理和疾病中的肌肉修復(fù)開辟了道路。

骨骼肌組織是負(fù)責(zé)運(yùn)動(dòng)的器官，它是由具有多個(gè)細(xì)胞核的細(xì)胞形成的，這在我們的身體中幾乎是一種獨(dú)特的特征。盡管肌肉細(xì)胞具有可塑性，但它們的收縮可能伴隨著肌肉損傷。該研究的主要作者、iMM 和 UPF 巴塞羅那的研究員 William Roman 解釋說：“即使在生理?xiàng)l件下，再生對于肌肉承受收縮的機(jī)械應(yīng)力至關(guān)重要，這通常會(huì)導(dǎo)致細(xì)胞損傷。” 盡管在過去幾十年中對肌肉再生進(jìn)行了深入研究，但大多數(shù)研究都集中在涉及其他細(xì)胞的機(jī)制上，包括肌肉干細(xì)胞，這是廣泛肌肉損傷所必需的。

新研究：測量顯微鏡基本原理

“在這項(xiàng)研究中，我們發(fā)現(xiàn)了另一種再生機(jī)制，即肌肉細(xì)胞自主，”龐培法布拉大學(xué)小組負(fù)責(zé)人、研究負(fù)責(zé)人 Pura Mu?oz-Cánoves 說。研究人員在體外使用了不同的在小鼠和人類的損傷模型和運(yùn)動(dòng)模型中觀察到，在受傷時(shí)，細(xì)胞核被吸引到損傷部位，加速了收縮單位的修復(fù)。接下來，該團(tuán)隊(duì)剖析了這一觀察結(jié)果的分子機(jī)制：“我們在實(shí)驗(yàn)室對肌肉細(xì)胞的實(shí)驗(yàn)表明，細(xì)胞核向損傷部位的移動(dòng)導(dǎo)致 mRNA 分子的局部傳遞。這些 mRNA 分子在受傷部位被翻譯成蛋白質(zhì)，作為肌肉修復(fù)的基石，”William Roman 解釋道。關(guān)于這些發(fā)現(xiàn)的重要性，Pura Mu?oz-Cánoves 說：“這一發(fā)現(xiàn)在理解肌肉生物學(xué)、生理學(xué)和肌肉功能障礙方面取得了重要進(jìn)展。”

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除了對肌肉研究的影響外，這項(xiàng)研究還介紹了細(xì)胞生物學(xué)的更一般概念，例如向損傷部位的核運(yùn)動(dòng)?！斑@些細(xì)胞中最令人著迷的事情之一是它們的細(xì)胞核（細(xì)胞內(nèi)最大的細(xì)胞器）發(fā)育過程中的運(yùn)動(dòng)，但細(xì)胞核運(yùn)動(dòng)的原因在很大程度上是未知的?，F(xiàn)在，我們在細(xì)胞修復(fù)和再生過程中展示了這種現(xiàn)象在成年期的功能相關(guān)性。 .

參考：

“生理損傷后的肌肉修復(fù)依賴于細(xì)胞重建的核遷移”，作者：William Roman、Helena Pinheiro、Mafalda R. Pimentel、Jessica Segalés、Luis M. Oliveira、Esther García-Domínguez、Mari Carmen Gómez-Cabrera、Antonio L. Serrano、Edgar R. Gomes 和 Pura Mu?oz-Cánoves，2021 年 10 月 15 日，《科學(xué)》。
DOI：10.1126/science.abe5620

這項(xiàng)工作是在 iMM 和 UPF 巴塞羅那與瓦倫西亞大學(xué)合作開發(fā)的。這項(xiàng)研究由法國抗肌病協(xié)會(huì)、歐洲分子生物學(xué)組織、人類前沿科學(xué)計(jì)劃、西班牙 MINECO 和歐洲研究委員會(huì)資助。