新方法增强老年小鼠肌肉恢复

这项研究的负责人、伊利诺伊大学香槟分校(University of Illinois Urbana-Champaign)运动机能学和社区卫生学教授玛尼·博帕特(Marni Boppart)说，锻炼，特别是参与承重活动，有助于保持肌肉质量，而且随着年龄的增长，这一点尤其重要。受伤或疾病会导致一段时间的静止和肌肉质量的下降。

“当我们不能收缩肌肉时，它就会萎缩，”Boppart说。“如果这种静止状态持续很长时间，肌肉质量和力量就会显著下降。”

儿童和年轻人的肌肉在恢复运动后往往恢复得很快，Boppart说。“但不幸的是，对于老年人来说，在一段时间的不使用后，他们缺乏恢复肌肉质量的能力。”

她说，物理治疗通常是为了促进受伤和静止后的愈合。但研究表明，肌肉在运动开始后会继续退化。活性氧是炎症和细胞功能障碍的信号，在肌肉中积聚并阻碍愈合过程。

博帕特的研究重点是在衰老过程中增强或降低肌肉质量的因素。在一个之前的研究她和同事们发现，注射一种称为周细胞的支持细胞有助于年轻小鼠在一段时间的静止后肌肉恢复。然而，老年小鼠对注射的反应不佳，恢复有限。

在新的研究，该团队从年轻健康小鼠的肌肉中收集周细胞，并在细胞培养中培养。他们将细胞暴露在过氧化氢中，过氧化氢是一种强氧化剂，可以促进细胞外囊泡的产生，其中含有对抗压力和促进愈合的因素，并收集ev用于治疗。

Boppart说，细胞外囊泡对细胞间通信至关重要，可以用作健康和疾病的生物标记。先前的研究表明，它们也是压力和愈合的强大生物介质。

她说:“例如，你可以提取年轻小鼠的血液，从血液中收集ev，并将其注射到老年小鼠体内，它们现在有了一组更年轻的特征，称为表型。”“你可以从老鼠血液中提取健康的ev，将它们引入糖尿病小鼠体内，就能逆转糖尿病。”

然而，Boppart说，目前还没有研究探索使用电动汽车来支持肌肉恢复。

研究人员将他们的周细胞来源的ev注射到年轻和老年小鼠的肌肉中，这些小鼠的一条腿经历了一段时间的长期肌肉静止，并开始再次使用这些肌肉。

这种方法是有效的:接受刺激ev治疗的小鼠恢复了年轻和老年小鼠的骨骼肌纤维大小。这项研究还首次揭示，来自肌肉周细胞的ev产生了多种可能对抗炎症和氧化应激的因素。

使用电动汽车比全细胞疗法有很多优势，Boppart说。细胞不能被收集、冷冻和储存，直到移植需要，但ev可以。早期研究表明，动物对注射的ev不会产生免疫反应，但还需要更多的研究来验证这些发现。

然而，研究人员发现年轻和老年成年小鼠对刺激ev的反应有所不同。在年轻成年小鼠中，活性氧含量有明显减少，而在老年小鼠中没有检测到。尽管存在这种差异，但与未接受治疗的小鼠相比，年轻和老年小鼠都重塑了支持肌肉结构和生长的细胞外基质，并恢复了肌肉纤维的大小。

“在这项研究之前，我们不知道周细胞是如何工作的，”Boppart说。“我们只知道它们在分泌有益的因素，可能有助于恢复过程。现在我们对它们的机制有了更好的了解。我们知道如何激励他们做得更好。”

Boppart也是贝克曼先进科学技术研究所和加州大学卡尔·沃斯基因组生物学研究所的附属机构。

美国国立卫生研究院的关节炎、肌肉骨骼和皮肤病研究所支持了这项研究。