有关肌肉再生过程的全新机制被发现

众所周知,肌肉的再生是通过一个复杂的过程,涉及几个步骤,并依赖于干细胞。现在,由João Lobo Antunes分子医学研究所(iMM;葡萄牙)和庞培法布拉大学(UPF巴塞罗那;西班牙)的研究人员领导的一项新研究,于2021年10月15日发表在科学杂志《科学》上,描述了一种生理性损伤后肌肉再生的新机制,依赖于细胞核的重新排列。

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骨骼肌组织是负责运动的器官,由拥有一个以上细胞核的细胞形成,这几乎是我们身体的一个独特特征。尽管肌肉细胞具有可塑性,但它们的收缩也会伴随着肌肉的损伤。该研究的主要作者、iMM和巴塞罗那大学的研究员William Roman解释说。"即使在生理条件下,再生对于肌肉承受收缩的机械压力也是至关重要的,这往往会导致细胞损伤。尽管在过去的几十年里,肌肉再生已经被深入调查,但大多数研究都集中在涉及其他细胞的机制上,包括肌肉干细胞,这些细胞在广泛的肌肉损伤后是需要的。"

"在这项研究中,我们发现了一种替代的再生机制,它是肌肉细胞自主的,"庞培法布拉大学的小组负责人和研究负责人Pura Muñoz-Cánoves说。研究人员使用不同的体外损伤模型以及小鼠和人类的运动模型来观察,在受伤后,细胞核被吸引到损伤部位,加速了收缩单元的修复。

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接下来,该团队剖析了这一观察的分子机制。"我们在实验室用肌肉细胞进行的实验表明,细胞核向损伤部位的移动导致了mRNA分子的局部传递。这些mRNA分子在损伤部位被翻译成蛋白质,作为肌肉修复的构件,"William Roman解释说。

这种保护机制的发现为更广泛地理解生理和疾病中的肌肉修复开辟了道路,构成了对肌肉生物学、生理学和肌肉功能障碍理解上的一个重要进展。

除了对肌肉研究的影响,这项研究还为细胞生物学引入了更普遍的概念,如核向损伤部位的移动。"这些细胞中最吸引人的东西之一是它们的细胞核在发育过程中的移动,这是细胞内最大的细胞器,但细胞核移动的原因在很大程度上是未知的。现在,我们显示了这一现象在成年后的细胞修复和再生过程中的功能相关性,"共同领导这项研究的分子医学研究所组长、里斯本大学医学院教授Edgar R. Gomes说。

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