Nature重要发现：让干细胞返老还童（附原文）

坤明

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生物通报道：衰老真的是不可避免的么？是什么使人体内的老化组织更难维持修复，又是什么让人体的老化肌肉逐渐萎缩衰弱？麻省总医院MGH与伦敦大学国王学院的研究人员联手进行了一项新研究，分析了在衰老过程中受损肌肉修复的潜在机制，并发现改变肌肉干细胞所处的环境可以使老化的组织返老还童。这项研究将提前发表在Nature杂志的网站上。 1 s  [$ l1 a$ s4 f& ~
我们机体内的每一块骨骼肌中都存在着少量的肌肉干细胞。由于这些肌肉干细胞位于其保护着的肌纤维表面，也被称为卫星细胞，这些卫星细胞对于维持肌肉的再生能力是必不可少的。卫星细胞能生成已分化的新肌肉细胞，同时也能够保持资深的干细胞特性，保留着维持和修复肌肉组织的能力。通常卫星细胞处于静息或者休眠状态，在发生肌肉组织损伤时，它们会快速做出反应进行修复。这项新研究显示，老化的肌肉干细胞失去了维持休眠状态的能力，因此在接到修复受损肌肉的指令时，它们无法做出适当的反应。
: [' t# l* o3 x% h文章的资深作者，MGH再生医学中心的Andrew Brack博士说，“就像运动员需要在训练日程中加入恢复时间一样，干细胞也需要修生养息，而我们发现老化的干细胞休息得更少。发生在肌肉再生前的这一过程居然对干细胞的再生能力有如此重大的影响，我们感到很惊讶。不过这听起来也很合理，人类离不开睡眠，而干细胞也需要休息。”Brack不仅是哈佛医学院的一名医学助理教授，也是哈佛干细胞研究所的主要成员。3 S2 t: H3 g; z/ e1 @: h$ O- ?
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研究人员在一系列的小鼠实验中发现，在老化的肌肉干细胞所处的微环境中，成纤维生长因子FGF2的水平升高，唤醒了休眠状态的干细胞。被迫进行增殖的卫星细胞失去了维持干细胞特性的能力，从而导致干细胞的总量减少。研究人员还发现，在老化的卫星细胞或者细胞微环境中阻断与衰老相关的FGF信号能够保护干细胞免受损失，在衰老过程中维持干细胞的更新能力，并显著提升老化肌肉组织的自我修复能力。文章的第一作者，Brack实验室的博士Joe Chakkalakal说，“这一研究显示，靶标老化的干细胞或者其微环境可以保护干细胞和相应组织免受衰老的影响。” 3 T$ K; b# B. {- e5 Q& |% F9 g
众所周知FGF2奠定了肌肉发育的基础，Brack补充道，“目前我们还不知道这一发育因子在老化干细胞的微环境中重新表达的原因。看起来这种曾经有利于肌肉发育的因子在衰老过程中又变成了有害的物质。在这项基础研究后，我们将展开深入研究，看看这一发现是否能够用于改善日趋老龄化的社会所面临的种种健康问题。”- ~4 \' M  M5 y* ~" w
（生物通编辑：叶予）
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6楼原文 感谢naturalkillerce 提供

naturalkillerce

The aged niche disrupts muscle stem cell quiescence
2 a& u3 x/ @3 ]3 ^) `9 U& zNature (2012) doi:10.1038/nature11438
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1 |" \- Y! G$ i4 W【Abstract】
" J) Z* O" M5 k% Q# U% M! n, hThe niche is a conserved regulator of stem cell quiescence and function. During ageing, stem cell function declines. To what extent and by what means age-related changes within the niche contribute to this phenomenon are unknown. Here we demonstrate that the aged muscle stem cell niche, the muscle fibre, expresses Fgf2 under homeostatic conditions, driving a subset of satellite cells to break quiescence and lose their self-renewing capacity. We show in mice that relatively dormant aged satellite cells robustly express sprouty 1 (Spry1), an inhibitor of fibroblast growth factor (FGF) signalling. Increasing FGF signalling in aged satellite cells under homeostatic conditions by removing Spry1 results in the loss of quiescence, satellite cell depletion and diminished regenerative capacity. Conversely, reducing niche-derived FGF activity through inhibition of Fgfr1 signalling or overexpression of Spry1 in satellite cells prevents their depletion. These experiments identify an age-dependent change in the stem cell niche that directly influences stem cell quiescence and function.( l5 Y1 f- |6 g2 h$ {
http://www.nature.com/nature/jou ... ll/nature11438.html

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Nature：利用FGF2抑制剂让老化的肌肉恢复青春
4 y8 V: ^, ~2 d# n, \作者：ZinFingerNase来源：生物谷2012-9-27 19:05:11: ]6 v" ?2 ?5 K- q/ z

+ v$ @/ J9 x" g5 Y* I& l5 q" d: K2012年9月27日 讯 /生物谷BIOON/ --在一项最新研究中，来自英国伦敦国王学院、美国哈佛大学和麻省总医院的研究人员首次鉴定出一种关键性蛋白因子在老化期间导致肌肉的修复能力下降，并且发现利用一种常用的药物在小鼠体内阻止这种过程。尽管这只是初步研究，但这些发现有助于揭示肌肉如何随着年龄的增长而遭受损失从而导致肌无力。相关研究结果于近期刊登在Nature期刊上。
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在这项研究中，研究人员研究了在肌肉内部发现的负责修复肌肉损伤的干细胞，以便发现为什么肌肉再生的能力随着年龄的增长而下降。一种休眠的干细胞池存在于每块肌肉内部，并且作好因锻炼和损伤而被激活的准备以便及时修复任何损坏。当需要时，这些干细胞分化为上百个新的肌纤维来修复肌肉。在修复过程结束时，一些干细胞也会补充休眠的干细胞池，这样肌肉才能一次又一次地保持进行自我修复的能力。
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& A; T1 O" H# n( s9 P8 A9 D研究人员以年老的小鼠作为研究对象，结果发现干细胞池中休眠的干细胞数量随着年龄的增长而减少，这可能能够解释肌肉修复和再生的能力为何会随着肌肉老化而下降。通过筛选小鼠老化的肌肉，他们发现存在高水平的蛋白FGF2，其中这个蛋白能够促进细胞分裂。尽管促进干细胞分裂和修复肌肉是一个正常和非常重要的过程，但是他们发现即便当不需要时，FGF2也能够激活休眠的干细胞池。这种对休眠干细胞的持续激活意味着干细胞池会随着年龄的增长而被耗尽，因此当肌肉需要干细胞进行自我修复时，它不能够作出正确的反应。. d- o0 h" |% c5 `4 {
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随后，研究人员试图抑制老化肌肉中的FGF2来阻止干细胞池被不必要地激活。通过注入一种常见性的FGF2抑制剂药物，他们能够抑制小鼠体内的肌肉干细胞数量下降。
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尽管阻止或逆转老年人的肌肉耗损仍然是一个遥远的目标，但是这项研究是第一次揭示一种过程导致年龄相关的肌肉耗损，这就足以让人感到十分兴奋。这些发现为人们有朝一日开发出让老化的肌肉再次恢复青春的治疗方法提供可能。
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/ h  |& `# Q* r论文共同作者Kieran Jones说，“迄今为止，我们还不清楚为什么蛋白FGF2的水平会随着年龄的增长而增加，从而导致干细胞被不必要地激活。这点还需要去研究。接下来的计划就是分析人的老化肌肉以便观察是否存在同样的机制导致人肌纤维中的干细胞耗尽，从而导致肌肉损失和耗损。”(生物谷Bioon.com)

nanocellmatrix

类似研究，貌似10年的时候，harvard的一个女科学家，发现血液微环境可以使干细胞返老还童。看来微环境就是本质原因。微环境就像一个混沌，越来越复杂，到最终很多事情还是说不清楚。能否建立更普适的体外和体内模型，来研究微环境对干细胞调控的机理。
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Systemic signals regulate ageing and rejuvenation of blood stem cell niches
0 R2 h1 m( S1 I% rEndothelial and perivascular cells maintain haematopoietic stem cells+ z4 R9 m7 [9 Q  {2 ^
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weiyepan

类似研究早就有了，之前印象比较深的一篇做的是人骨髓间充质干细胞的，也是利用年轻的环境细胞唤醒分裂能力和干细胞特性。

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