促进受损肌肉组织生长的蛋白质

美国约翰霍普金斯大学(Johns Hopkins University)生物学家发现，一种在干细胞生命中发挥关键作用的蛋白质可以促进受损肌肉组织的生长。这一发现可能有助于治疗由衰老和肌肉萎缩等疾病引起的肌肉退化。

该研究结果发表在该杂志的网站上自然医学研究表明，一种被称为整合素的特殊类型的蛋白质存在于干细胞表面，并被用于治疗干细胞与周围环境互动，或“感知”周围环境。干细胞感知周围环境的方式，也被称为干细胞“生态位”，影响着它们的生存和再生。研究显示，β1整合素蛋白的存在有助于促进组织降解后未分化干细胞向肌肉的转化，并促进再生肌纤维的生长达50%。

而β1整合素的存在成体干细胞三位作者，生物学副教授樊晨鸣写道，“它在这些细胞中的作用尚未被检测”，特别是它对促进干细胞生长的生化信号的影响;今年在约翰·霍普金斯大学(Johns Hopkins university)完成生物学博士学位的米歇尔·罗佐(Michelle Rozo);博士生李良吉。

实验表明，28种整合素之一的β1整合素维持着干细胞与其环境之间的联系，并与成纤维细胞生长因子(FGF)相互作用，促进干细胞生长和修复肌肉组织受伤。老化干细胞不响应FGF，结果也表明β1整合素恢复老化干细胞响应FGF生长和促进肌肉再生的能力。

通过追踪干细胞内的一系列蛋白质，研究人员测试了从干细胞中移除β1整合素的效果。这是基于这样一种理解，即干细胞的活动——未分化的细胞可以分化——依赖于它们的环境，并由那里发现的蛋白质支持。

“如果我们去掉β1整合素，所有这些(蛋白质)都消失了，”范说。他是这项研究的资深作者，也是位于华盛顿和巴尔的摩的卡内基科学研究所的工作人员。

其原因尚不清楚，但实验表明，没有β1整合素，肌肉组织损伤后干细胞无法维持生长。

通过检测用于追踪衰老肌肉中干细胞活动的β1整合素分子和蛋白质阵列，作者发现所有这些蛋白质看起来都像是从衰老干细胞中移除的。他们向衰老的肌肉注射了一种抗体来增强β1整合素的功能，以测试这种治疗是否会增强肌肉再生。测量肌肉纤维的生长是否增加β1-整合素的功能表明，β1-整合素可使老年小鼠损伤后的再生能力提高50%。

当同样的β1整合素功能增强策略应用于小鼠肌肉萎缩症在美国，肌肉能够增加约35%的力量。

范说，该团队的下一步研究将试图确定当干细胞与直接环境发生反应时，它们内部发生了什么，作为进一步了解两者相互作用的一步。这反过来又有助于完善整合素作为肌肉萎缩症和其他疾病治疗的应用，以及与年龄相关的治疗肌肉变性。

“我们在这里提供了一项可能广泛适用于肌肉涉及SC(干细胞)生态位功能障碍的疾病，”作者写道。“但要使这种方法成为一种可行的治疗方法，还需要进一步的改进。”

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