肌肉细胞再生和从损伤中恢复的能力随着年龄的增长而减弱。康奈尔工程学院的研究人员在迄今为止最详尽的描述中展示了这一变化如何随着时间在小鼠体内发生，并贯穿于复杂的肌肉组织结构中。
这项研究的主要驱动力是一个长期以来困扰骨骼肌生物学界的基本问题：老化的肌肉中观察到的再生能力下降是由于驱动修复过程的干细胞本身发生了变化，还是由于其他细胞类型对其发出的指令发生了变化？康奈尔大学梅宁生物医学工程学院副教授本·科斯格罗夫（Ben Cosgrove）解释道：“我们最初的研究问题是真正困扰骨骼肌生物学界的问题。”
研究人员在用特定类型的蛇毒毒素造成伤害后，分别在六个不同的时间点从年轻、老年和高龄小鼠身上采集了细胞样本。他们的研究结果发表在《自然老化》杂志上，发现了29种不同的细胞类型，包括在年轻时自我更新但在肌肉老化后停止的肌肉干细胞，以及在各年龄组之间数量和反应时间不同的免疫细胞。
随着时间的推移，对多种细胞类型的详细评估揭示了老年小鼠肌肉修复过程中的不一致之处。许多协调组织修复的免疫细胞出现的时间不对。“它们的数量过多或过少。在老年肌肉中，免疫细胞演奏着错误的音乐，彼此之间的步调不一致。”科斯格罗夫教授补充道。
研究团队使用了一种新颖的技术来评估细胞的衰老状态，即细胞无法分裂的能力。“我们开发了一种基于迁移学习的方法。我们使用现有的基因列表来评估细胞的衰老状态，然后利用该方法评估不同年龄和再生时间点的衰老情况。”该研究的主要作者、康奈尔大学博士生劳伦·沃尔特（Lauren Walter）表示。
这项研究推进了对不同细胞类型如何相互作用导致衰老的理解，这可能有助于开发专门针对衰老细胞的药物。科斯格罗夫教授说：“我们的数据集提供了一个丰富的模板，可以深入研究去除衰老细胞的益处或弊端。人们在小鼠模型中进行这些实验的原因是，我们可以直接测试这些假设，以便更好地了解靶向衰老细胞以改善老年人修复过程的好处。”
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