肌肉损伤虽然是一种常见的现象,但想要迅速恢复好却十分困难。尽管从某种程度上讲,肌肉拥有自我修复能力,但这种能力却并非每次都有效,这种奇特的现象也让许多科学家感到好奇,纷纷想要一探肌肉损伤自我修复的神秘机制,但始终未能如愿。
再生医学网获悉,近日,来自加拿大渥太华大学等研究机构的研究人员揭示了控制肌肉修复的一种独特的细胞通信形式。他们发现,一种用于化妆品和骨关节炎注射的叫做透明质酸(hyaluronic acid)的天然物质是控制这种基本相互作用的关键分子。相关研究结果发表在Science期刊上。
论文通讯作者、渥太华大学教授Jeffrey Dilworth博士说,“当肌肉受损时,
免疫细胞迅速进入这种组织并在肌肉干细胞开始修复之前清除损伤是非常重要的。我们的研究显示,肌肉干细胞已准备好立即开始修复,但免疫细胞将这些干细胞维持在静止状态,同时完成清理工作。大约40小时后,一旦清理工作完成,肌肉干细胞的内部警报就会响起,使它们能够醒来并开始修复。”
Dilworth博士及其研究团队确定
透明质酸是这个内部警报的关键成分,它告诉肌肉干细胞何时醒来。当肌肉损伤发生时,肌肉干细胞开始产生并给自己涂上透明质酸。一旦这种涂层变得足够厚,它就会阻止免疫细胞的休眠信号,并导致肌肉干细胞醒来。
Dilworth团队利用小鼠和人体组织,还发现了
肌肉干细胞如何利用Has2基因上的表观遗传标志控制透明质酸的产生。具体而言,他们确定了表观遗传酶KDM6B/JMJD3在肌肉修复过程中建立肌肉干细胞和浸润免疫细胞之间通信的重要作用。他们发现,在应对肌肉损伤时,KDM6B/JMJD3去除转录抑制性组蛋白修饰H3K27me3,使肌肉干细胞产生透明质酸,然后所产生的透明质酸被整合到肌肉干细胞的胞外基质中。胞外基质的这种重塑使肌肉干细胞能够接受来自浸润免疫细胞的信号,从而启动肌肉再生。
论文第一作者、Dilworth博士的研究助理Kiran Nakka博士说,“有趣的是,衰老与慢性炎症、肌肉无力以及肌肉干细胞唤醒和修复损伤的能力降低有关。如果我们能找到一种方法来增强老年人肌肉干细胞中的透明质酸产生,它可能有助于肌肉修复。”
提到透明质酸,想必许多爱美人士都不会感到陌生,因为这种物质常被用于医美领域。对此,
再生医学网表示,虽然将透明质酸与肌肉干细胞放在一起有些怪异,但不管怎么说,随着该项研究成果的问世,势必将改写肌肉损伤自我修复的研究史。