衰老的众多影响之一是肌肉质量下降，这会导致老年人残疾。为了应对这种损失，索尔克研究所的科学家们正在研究加速肌肉组织再生的方法，使用干细胞研究中常用的分子化合物的组合。

在 2021 年 5 月 25 日发表的一项研究中， 自然通讯, 研究人员表明，使用这些化合物可以通过激活肌肉细胞的前体（称为肌源性祖细胞）来增加小鼠肌肉细胞的再生。尽管在将这种方法应用于人类之前还需要做更多的工作，但该研究提供了对与肌肉再生和生长相关的潜在机制的深入了解，并且有朝一日可以帮助运动员和老年人更有效地再生组织。

“这些祖细胞的丢失与年龄相关的肌肉退化有关，”该论文的资深作者索尔克教授 Juan Carlos Izpisua Belmonte 说。 “我们的研究揭示了能够加速肌肉再生的特定因素，并揭示了发生这种情况的机制。”

研究中使用的化合物通常以发现它们的日本科学家的名字命名为 Yamanaka 因子。 Yamanaka 因子是蛋白质（称为转录因子）的组合，可控制 DNA 的复制方式以翻译成其他蛋白质。在实验室研究中，它们被用来将特殊细胞（如皮肤细胞）转化为多能干细胞样细胞，这意味着它们有能力变成许多不同类型的细胞。

“我们的实验室之前表明，这些因子可以使活体动物的细胞恢复活力并促进组织再生，”第一作者、Izpisua Belmonte 实验室的博士后研究员 Chao Wang 说。 “但以前不知道这是怎么发生的。”

肌肉再生由肌肉干细胞（也称为卫星细胞）介导。卫星细胞位于一层结缔组织（基底层）和肌肉纤维（肌纤维）之间的壁龛中。在这项研究中，该团队使用两种不同的小鼠模型来确定添加 Yamanaka 因子后肌肉干细胞特异性或生态位特异性变化。他们专注于年轻的老鼠来研究独立于年龄的因素的影响。

在肌纤维特异性模型中，他们发现添加 Yamanaka 因子可通过降低生态位中一种名为 Wnt4 的蛋白质的水平来加速小鼠的肌肉再生，从而激活卫星细胞。相比之下，在卫星细胞特异性模型中，Yamanaka 因子不会激活卫星细胞，也不会改善肌肉再生，这表明 Wnt4 在肌肉再生中起着至关重要的作用。

根据担任 Roger Guillemin 主席的 Izpisua Belmonte 的说法，这项研究的观察最终可能会导致针对 Wnt4 的新疗法。

“我们的实验室最近开发了新的基因编辑技术，可用于加速受伤后的肌肉恢复并改善肌肉功能，”他说。 “我们有可能利用这项技术直接降低骨骼肌中的 Wnt4 水平或阻断 Wnt4 与肌肉干细胞之间的通讯。”

研究人员还在研究其他使细胞恢复活力的方法，包括使用 mRNA 和基因工程。这些技术最终可能会带来促进组织和器官再生的新方法。

资料来源：https://www.salk.edu/news-release/new-study-shows-how-to-boost-muscle-regeneration-and-rebuild-tissue/