随着年龄的增长，连接肌肉组织的神经逐渐减少，这种现象称为去神经支配 [1]。这与脊髓中α运动神经元的减少有关 [2]。除非采取干预措施，否则肌肉本身会因此萎缩 [3]，并逐渐被非肌肉纤维化替代 [4]。这种纤维化替代是由间充质成纤维细胞驱动的 [5]，而不是通常会补充正常组织的肌肉成纤维细胞 [6]。据报道，成纤维细胞还会分泌促进神经再生的因素 [7]，肌源性干细胞也是如此 [8]。
尽管存在争议，一些研究甚至表明，在中年时期，人类的去神经支配可以通过这些自然过程得到替代 [9]，并且这会导致更复杂的神经中心，特别是对于经常锻炼的人 [10]。虽然加速衰老过程导致的退化没有再生 [11]，但高强度的运动已被发现可以有效保护神经组织 [12]。然而，具体的分子机制和参与的细胞类型尚未完全描述。这项研究集中在肌肉成纤维细胞和干细胞上，旨在揭示运动为何能成为治疗运动神经退化的强大手段。
在第一个实验中，从大鼠胚胎中培养了初级运动神经元，而肌肉成纤维细胞和干细胞则取自人体肌肉活检。尽管物种不同，但这些细胞仍能以兼容的方式相互作用。四名志愿者是年轻人，四名是老年人且久坐不动，六名是终身锻炼的老年人。
研究发现，肌肉干细胞和成纤维细胞的基因表达谱和对大鼠神经元的刺激方式有显著差异：两个组之间有11%的神经元基因表达不同，上调和下调的数量大致相等。考虑到这些基因的功能，与成纤维细胞共培养似乎比与干细胞共培养更能促进神经生长，包括编码突触传递的两个基因和一个编码新神经元形成的基因（神经发生）。
使用这些细胞类型的条件培养基而非直接共培养大鼠神经元，也得出了类似的结果。在这里，研究人员发现，每种细胞类型都以互补的方式影响运动神经元，成纤维细胞在生长和发育方面仍然显得更为重要。
然后，研究人员开始比较不同组的细胞。有趣的是，他们发现，尽管年轻人在施力能力上仍优于老年人，瘦体重略高，但老年锻炼者的肌肉似乎比年轻人和久坐不动的老年人更高效。CAF，一种关键的神经损伤生物标志物，在老年锻炼者中并未升高，而在久坐不动的老年人中显著升高。
将运动神经元与来自久坐不动的老年人的细胞共培养产生了显著的负面影响：与来自久坐不动的老年人的细胞相比，与来自老年锻炼者的细胞共培养的神经元存活率高出53%。老年锻炼者的细胞甚至比年轻人的细胞更促进神经健康，尽管在这个小群体中没有发现统计学上的显著差异。
这是一项相对较小的研究，也没有深入探讨肌肉成纤维细胞、肌肉干细胞和运动神经元之间的具体分子机制。然而，它已经明确指出了涉及的细胞类型。对外泌体和其他细胞间通信因素的分析将是将这些发现转化为有用治疗方法的必要步骤。
尽管存在局限性，这项研究清楚地表明，运动对于长期的肌肉健康和防止随年龄增长的运动神经元损失是必要的。目前尚不清楚何时会有改变生命的生物学干预进入临床；根据这项和其他许多研究，运动仍然是广泛可用的最佳治疗方法之一。
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