随着肌肉老化，它们的细胞失去了在受伤后再生和修复的能力。康奈尔大学工程学院的研究人员创建了迄今为止最全面的图谱，展示了这一变化在小鼠中如何随着时间的推移和复杂的肌肉组织结构展开。
“推动这项初始研究的基本问题是真正困扰骨骼肌生物学界的一个问题，”该论文的资深作者、康奈尔梅宁生物医学工程学院副教授Ben Cosgrove说，“老化的肌肉中再生能力下降的原因是来自驱动修复过程的干细胞本身的变化，还是来自其他细胞类型对其指令方式的变化？”
在他们的研究《跨越小鼠生命周期的骨骼肌再生转录组分析确定了改变的干细胞状态》（发表于《自然衰老》杂志）中，研究人员在诱导蛇毒毒素变异体造成损伤后的六个时间点，从年轻、老年和高龄小鼠中采样了细胞。
他们确定了29种定义的细胞类型，包括在不同年龄组中表现出丰度和反应时间差异的免疫细胞，以及在年轻时自我更新但在肌肉老化时停滞不前的肌肉干细胞。
对多种细胞类型随时间的详细评估显示，老年小鼠的肌肉修复过程出现了失调。许多协调组织修复的免疫细胞在错误的时间出现。
“它们的数量过多或过少，”Cosgrove说。“免疫细胞演奏着错误的音乐。在老化的肌肉中，它们彼此之间不合拍。”
研究团队使用了一种新颖的方法来评估细胞衰老，即细胞无法再分裂的状态。
“我们开发了一种基于迁移学习的方法，”该研究的主要作者Lauren Walter博士（24届博士生，当时在Cosgrove实验室）说。“我们使用现有的基因列表来评分细胞的衰老状态，然后利用该方法评估衰老和再生时间点的衰老情况。”
这项研究提供了对细胞类型之间的相互作用及其如何诱导衰老的更好理解，这可能有助于开发针对衰老细胞的药物。
“我们的数据集提供了一个丰富的模板，可以真正调查从组织中去除衰老细胞的好处或弊端，”Cosgrove说。“人们在小鼠模型中进行这些研究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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