科学家发现肌肉再生的新机制
微管网络（绿色）在肌肉损伤处重新组织并吸引肌核。来源：威廉·罗曼，iMM
众所周知，肌肉通过一个复杂的过程进行再生，该过程涉及多个步骤并依赖于干细胞。现在，由 Instituto de Medicina Molecular João Lobo Antunes（iMM；葡萄牙）和 Pompeu Fabra 大学（UPF Barcelona；西班牙）的研究人员领导并于 2021 年 10 月 15 日在科学杂志《科学》上发表的一项新研究描述了一种新机制依靠细胞核的重排来进行生理损伤后的肌肉再生。这种保护机制为更广泛地了解生理和疾病中的肌肉修复开辟了道路。
骨骼肌组织是负责运动的器官，它是由具有多个细胞核的细胞形成的，这在我们的身体中几乎是一种独特的特征。尽管肌肉细胞具有可塑性，但它们的收缩可能伴随着肌肉损伤。该研究的主要作者、iMM 和 UPF 巴塞罗那的研究员 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应力至关重要，这通常会导致细胞损伤。” 尽管在过去几十年中对肌肉再生进行了深入研究，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，这是广泛肌肉损伤所必需的。
新研究：测量显微镜基本原理
“在这项研究中，我们发现了另一种再生机制，即肌肉细胞自主，”庞培法布拉大学小组负责人、研究负责人 Pura Muñoz-Cánoves 说。研究人员在体外使用了不同的在小鼠和人类的损伤模型和运动模型中观察到，在受伤时，细胞核被吸引到损伤部位，加速了收缩单位的修复。接下来，该团队剖析了这一观察结果的分子机制：“我们在实验室对肌肉细胞的实验表明，细胞核向损伤部位的移动导致 mRNA 分子的局部传递。这些 mRNA 分子在受伤部位被翻译成蛋白质，作为肌肉修复的基石，”William Roman 解释道。关于这些发现的重要性，Pura Muñoz-Cánoves 说：“这一发现在理解肌肉生物学、生理学和肌肉功能障碍方面取得了重要进展。”
除了对肌肉研究的影响外，这项研究还介绍了细胞生物学的更一般概念，例如向损伤部位的核运动。“这些细胞中最令人着迷的事情之一是它们的细胞核（细胞内最大的细胞器）发育过程中的运动，但细胞核运动的原因在很大程度上是未知的。现在，我们在细胞修复和再生过程中展示了这种现象在成年期的功能相关性。 .
参考：
“生理损伤后的肌肉修复依赖于细胞重建的核迁移”，作者：William Roman、Helena Pinheiro、Mafalda R. Pimentel、Jessica Segalés、Luis M. Oliveira、Esther García-Domínguez、Mari Carmen Gómez-Cabrera、Antonio L. Serrano、Edgar R. Gomes 和 Pura Muñoz-Cánoves，2021 年 10 月 15 日，《科学》。
DOI：10.1126/science.abe5620
这项工作是在 iMM 和 UPF 巴塞罗那与瓦伦西亚大学合作开发的。这项研究由法国抗肌病协会、欧洲分子生物学组织、人类前沿科学计划、西班牙 MINECO 和欧洲研究委员会资助。