促进肌肉干细胞治疗肌肉萎缩症和肌肉老化

Alessandra Sacco博士，该论文的高级作者，Sanford Burnham Prebys的发展，老龄化和再生项目副教授。图片来源：Sanford Burnham Prebys

我们的肌肉内部是干细胞，无形的引擎可以驱动组织的生长和修复。了解指导肌肉干细胞发挥作用的信号可以揭示促进肌肉生长的新方法。但是，人们对这些机制了解甚少。

现在，来自Sanford Burnham Prebys的科学家发现了一种涉及Stat3和Fam3a蛋白质的分子信号传导途径，这些途径调节肌肉 干细胞决定是自我更新还是分化 - 这一观点可能导致肌肉营养不良或肌肉营养不良的肌肉增强治疗肌肉衰退。该研究发表在Nature Communications上。

“在自然衰老过程中或由于慢性肌肉疾病，肌肉干细胞会”烧尽“试图再生组织，”该论文的高级作者，发育，衰老和再生副教授Alessandra Sacco博士说。 Sanford Burnham Prebys的课程。“我们相信，我们已经找到了有希望的药物靶点，可以指导肌肉干细胞 ”做出正确的决定“并刺激肌肉修复，可能有助于肌肉组织再生，并在慢性病如肌肉萎缩和衰老中维持组织功能。

肌肉萎缩是自然衰老过程的一部分，称为肌肉减少症，或由于肌肉萎缩症等遗传性疾病。肌肉减少症影响近50％的50岁以上的成年人和接近一半的80岁以上的个体。这种情况导致失去独立性并导致跌倒，这是65岁或以上人群意外死亡的主要原因。肌肉营养不良是一组超过30种遗传性疾病，其特征是进行性肌肉无力和退化。治愈不存在。

肌肉干细胞在一个人的一生中选择两种命运：分化为成人肌肉细胞或自我更新以补充干细胞群。越来越多的证据表明，线粒体呼吸（细胞呼吸）是驱动肌肉干细胞分化的关键开关，这是一个能量密集型过程，而不是自我更新。

在这项研究中，科学家使用小鼠模型证明Stat3促进线粒体呼吸。由于Stat3调节了许多细胞过程，科学家们通过肌肉生长过程中表达的基因进行梳理，以找到可能作为更具体靶标的Stat3调控的其他蛋白质。

这些努力揭示了蛋白质Fam3a。进一步开展的工作，包括产生缺乏Fam3a 的小鼠模型和细胞系，证明该蛋白质是肌肉干细胞分化和肌肉生长所必需的。研究人员还表明，Fam3a在肌肉修复期间由肌肉细胞分泌，并且用蛋白质治疗恢复缺乏Stat3的肌肉干细胞中的线粒体呼吸和干细胞分化 - 所有这些都证明了Fam3a在决定肌肉干细胞命运中的不可或缺的作用。

“随着婴儿潮一代的老龄化，65岁以上的人数不断上升，不仅要延长寿命，还要延长健康时间 - 我们可以保持健康和活跃的年份，”David Sala说。博士，该论文的第一作者和Sacco实验室的博士后研究员。“增强和维持肌肉组织功能的能力可以帮助更多人过上积极和独立的生活。我们的研究结果也可以用于肌肉萎缩症，如肌肉萎缩症。”

科学家们已经开展了临床前研究，以验证Fam3a是一种治疗靶点。他们还希望他们的研究结果可以应用于分化产生其他组织的干细胞，这可能有助于治疗其他退行性组织疾病。#清风计划#

更多信息： Nature Communications（2019）。DOI：10.1038 / s41467-019-09746-1

期刊信息： 自然通讯