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PLoS ONE:锻炼促进肌肉中干细胞释放有益性生长因子

来源:生物谷 2012-02-08 15:21:57 浏览次数:458次

美国伊利诺伊大学研究人员确定存在于肌肉中的成体干细胞对锻炼作出反应,这一发现表明锻炼和肌肉健康之间可能存在关联,而且可能导致人们利用这些细胞开发出新的治疗技术复原受损肌肉和阻止或恢复年龄增加时产生的肌肉损失。

已知骨骼肌中的间充质干细胞(mesenchymal stem cells, MSCs)在肌肉遭遇非生理损伤时作出反应---主要是对显著性地伤害组织和诱导炎症的化学剂注入(chemical injection)作出反应---并在肌肉修复中发挥重要作用。人体运动学和公共健康教授Marni Boppart领导的一个研究小组研究了MSCs是否也对锻炼期间产生的拉力作出反应,如果果真如此,又是如何作出反应。

Boppart说,因为锻炼能够诱导一些损伤作为机械拉力后重塑过程的一部分,我们想知道MSC积累是否是锻炼产生的一种自然反应,也想知道这些细胞是否促进锻炼后发生的有益性再生和生长过程。

研究人员发现肌肉中的MSCs极其容易对机械拉力作出反应。他们观察到大量运动后MSC在小鼠肌肉中大量积累。他们然后确定尽管MSCs不直接导致新肌纤维产生,但是它们释放生长因子刺激肌肉中其他细胞融合和产生新的肌肉,这就从细胞水平上解释了锻炼后肌肉健康得到提高。

研究小组所采用方法的一个关键因素是在分离出促进有益性生长因子释放的细胞之前让小鼠进行锻炼。他们然后用荧光标记对这些细胞进行标记,将它们注射进其他小鼠并观察MSCs如何与其他构建肌肉的细胞相互合作。

除了在体内检查这些细胞之外,研究人员还研究了它们在不同基质上对拉力作出的反应。他们发现MSC反应对机械环境非常敏感,这就表明肌肉拉力条件影响它们的活性。

Boppart说,这些发现比较重要,因为我们在肌肉中鉴定出可能对锻炼有益肌肉健康和复原/运动疗法增加肌肉愈合提供理论基础的成体干细胞。锻炼期间肌肉中的MSCs有潜力释放高浓度的生长因子到循环系统中的事实也使我们想知道它们如何在参与日常体育活动和提高的全身健康之间建立极其重要的连接。

接下来,研究小组希望确定人一生当中这些细胞是否有助于降低肌肉质量。初步数据提示着随着年龄增加肌肉中MSCs缺乏。研究小组希望开发出一种利用分子和干细胞策略的组合疗法阻止年龄相关的肌肉损失。

Boppart说,尽管当我们变老时,锻炼是保存肌肉质量的最好策略,但是一些人并不能有效地参与体育活动。残疾能够限制肌肉生长的可能性。我们正努力理解当遭遇肌肉萎缩时我们如何能够最好地利用这些细胞有效地保存肌肉质量。

(文章来源:生物谷)

 

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