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《自然》:带免疫细胞分泌的水凝胶可有效增强肌肉再生

olivia chan

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由于日常活动,人类的肌肉总是在磨损,而干细胞能帮助修复它们。但是随着年龄的增长,这些肌肉干细胞失去了再生肌肉的能力。激活这些干细胞是修复肌肉损伤的关键。然而,分离的肌肉干细胞的移植仍未提供治疗效果,并且在此关头尚缺乏刺激肌肉干细胞的前再生疗法。

澳大利亚墨尔本莫纳什大学的Ratnayake和同事在《自然》杂志上发表了一篇文章,揭示了激活这些干细胞增殖以治愈肌肉的机制,题为“Macrophages provide a transient muscle stem cell niche via NAMPT secretion”。

Ratnayake及其同事发现,一种称为“巨噬细胞”的免疫细胞类型的特定子集“驻留”在斑马鱼的肌肉损伤中,可在损伤后迅速隔离肌肉纤维中的损伤。然后,这种特定的巨噬细胞亚群似乎通过为肌肉干细胞产生促增殖的小生境来控制肌肉的再生。

研究小组查明了斑马鱼中这些停留在肌肉损伤中的巨噬细胞所分泌的增殖信号,包括分泌的一种名为烟酰胺磷酸核糖基转移酶(NAMPT)蛋白质。这是一种对NAD +代谢至关重要的酶,可产生烟酰胺单核苷酸(NMN)。他们发现NAMPT可刺激干细胞再生。将这种天然存在的蛋白质注射到水凝胶中可完全再生受伤的肌肉,并在严重的肌肉创伤后恢复其运动能力。

然后,Ratnayake及其同事继续研究外部递送的NAMPT是否可以促进遭受严重肌肉损伤的小鼠的再生。值得注意的是,当他们使用纤维蛋白水凝胶而不是仅使用纤维蛋白的对照水凝胶将NAMPT递送至肌肉缺损时,应用于伤口部位后的肌肉结构即可完全恢复。这些发现表明,在成年哺乳动物肌肉急性损伤的情况下,补充的NAMPT可以以与斑马鱼描述的结果相似的方式刺激肌肉修复。

这项研究表明,针对肌肉干细胞的巨噬细胞源利基信号,例如NAMPT,可以用作骨骼肌损伤和疾病的新治疗方式。提供肌肉干细胞增殖所需的特定于巨噬细胞的信号,将为获得更好的基于肌肉干细胞的治疗结果提供新的途径。

编译/前瞻经济学人APP资讯组

参考资料:

https://www.nmn.com/news/nampt-supplementation-after-muscle-injury-enhances-muscle-regeneration

论文链接:

DOI: 10.1038/s41586-021-03199-7

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