老年人易摔跤：肌肉老化的關鍵

來源: weed123 於 2024-04-26 09:33:57 [檔案] [舊帖] [給我悄悄話] 本文已被閱讀：次 (6982 bytes)

中國科學報｜2024-04-25

4月22日，華大生命科學研究院（簡稱“華大”）聯合西班牙龐培法布拉大學、廣東藥科大學第一附屬醫院、聖地亞哥Altos實驗室、中國科學院廣州生物醫藥與健康研究院、廣州醫科大學附屬第五醫院等合作團隊在《自然》發表最新研究成果。合作團隊發布了一個涵蓋不同性別和年齡人群的骨骼肌多模態單細胞圖譜，這是迄今最完整的肌肉衰老過程單細胞圖譜，有望為開發針對肌肉衰老的預防和治療策略提供科學依據。

審稿人在評價中指出，這是一項重要而權威的研究，為人類肌肉生物學和人類衰老研究提供了豐富的參考。

解碼38萬個細胞，描繪肌肉細胞圖譜

在該研究中，研究團隊針對15至99歲的不同性別和年齡段的人群，分析了其下肢肌肉樣本中的近38.7萬多個細胞，詳細描述了細胞群體在衰老過程中的變化，發現了老年人群中新出現的細胞群體，並揭示了這些變化背後的細胞特異性特征和多細胞間的網絡互動特性。

“我們發現，隨著年齡的增長，一些關鍵的肌肉細胞開始逐漸消失，特別是那些支持快速和力量活動的肌纖維。這些細胞的減少直接影響到老年人的運動能力，增加了摔倒的風險。”論文第一作者、華大生命科學研究院副研究員賴毅維表示。

肌肉作為人體的重要組成部分，支撐著人體的每一個動作。肌肉中的肌纖維可以分為慢速肌纖維和快速肌纖維，分別支撐長時間行走等耐力型的活動，以及短跑或跳高等短暫而爆發型的活動。

研究發現，隨著年齡的增長，快速肌纖維會逐漸減少，而慢速肌纖維相對穩定。對此，研究人員構建了快速和慢速肌纖維退變的分子路徑，尋找到了兩種肌纖維退變機製的差異，發現慢速肌纖維麵對衰老的應激具有較好的耐受能力。

“這些變化代表了身體對衰老的一種自我調節機製，試圖通過保留更多耐力型肌纖維來應對老化帶來的挑戰，但這些變化卻也可能是導致肌少症的潛在因素。”賴毅維說道。

此外，研究還發現，隨著年齡的增長，肌肉中出現了一些新的肌纖維群體，這些肌纖維在年輕人中幾乎看不到，卻在老年人中逐漸增多，比如修複型和退變型肌纖維亞型等新出現的肌纖維亞型。“退變型可能是肌纖維衰老中率先衰老的群體，而修複型在老年人身體中發揮著特殊的保護作用，幫助維持肌肉的功能，減緩衰老過程。”賴毅維表示。

找到肌肉老化的關鍵

探索肌肉細胞衰老的機製和規律，在以往的研究中，研究者們常常要運用肌肉組織切片來研究細胞群體的單個特定表征，不僅時間成本高，效率低，得到的實驗數據也存在誤差。近年來，隨著單細胞測序技術的不斷發展，在解析細胞異質性、揭示微環境中細胞群體間的關係、追蹤疾病發生發展等研究中越來越發揮重要的作用。

“不同於以往‘提出問題，基於已知結果進行驗證’的研究範式，我們在大量的數據中發現規律，探索未知的科學問題，生物技術的發展為科學研究帶來更多可能。”賴毅維說道。

談起這項研究的契機，還要從2019年說起。“那時，基於華大自主開發的單細胞測序技術等，我的導師Miguel A. Esteban正帶領團隊在幹細胞領域開展了多項合作，且隨後取得了多項重要成果。因此我們認為，應當把單細胞組學研究拓展到整個衰老與再生領域，而肌肉衰老則是其中一個重要組成部分”，賴毅維說道。

在該項研究中，合作團隊發現，用於修複損傷肌肉的肌肉幹細胞中，有一類具有較強修複能力的靜息態肌肉幹細胞，在肌肉衰老的過程中逐步減少，且呈現出持續性激活的特征，最終導致肌肉幹細胞無法有效增殖和分化以修複受損的肌肉。“這也可能是衰老過程中肌肉幹細胞耗竭的機製之一。”賴毅維表示。

研究團隊還發現，在衰老過程中，內皮細胞發生了明顯改變，促炎和趨化信號增加，而免疫細胞數量增多並啟動炎症程序。這些變化表明，衰老後的肌肉在遭受損傷時更難修複，並可能促進全身性炎症，以及加速老年人整體身體功能的衰退。

探索老年性肌萎縮診斷新思路

肌萎縮側索硬化，又叫漸凍症。漸凍症患者常表現為四肢無力、肌肉萎縮、吞咽障礙、語言障礙等症狀。老年性肌萎縮和漸凍症都有一個相似的問題，便是診斷困難。患者常常需要進行測量肌肉的耐力、MRI檢查等多項檢查進行診斷，但依舊無法準確量化該疾病發展的程度，且目前尚沒有完全治愈的方法。

該研究從細胞和分子的層麵，為診斷老年性肌萎縮提供了一個量化標準。研究者可以將患者肌肉樣本裏的細胞或分子特征，對應到本研究發布的肌肉衰老單細胞圖譜，即可量化其肌肉衰老的程度。

同時，對於本研究發現的衰老過程出現的細胞亞型，或許可以為未來靶向性治療老年性肌萎縮提供科學依據，從而為逆轉肌肉衰老提供可能，對漸凍症的治療也將具有一定的參考意義。

賴毅維說道，這項工作是國際合作的典範，展示了多學科團隊協作在解決複雜科學問題中的重要作用。

“隨著人類壽命的持續增加，老年人群所麵臨的慢性疾病問題日益受到社會的廣泛關注。”文章共同通訊作者、聖地亞哥Altos實驗室的首席研究員Pura Mu?oz-Cánoves表示，“本研究通過探索不同年齡、性別人群的肌肉退化情況，旨在建立一個全麵的骨骼肌多模態單細胞圖譜，以提高對肌肉功能和衰老的理解，應對老齡化社會所麵臨的挑戰。”