炎症小鼠的肌肉再生的关键分子,研究人员发现

分子释放肌肉损伤后炎症反应的一部分或严格的运动激活肌肉干细胞负责修复损伤,一项研究显示,斯坦福大学医学院的研究人员。

用一剂治疗实验室老鼠的分子,称为前列腺素E2的脂质代谢,受伤后加快了动物的修复和恢复的能力肌肉强度,研究人员报道。

然而,一个非甾体类抗炎药,如阿司匹林或ibuprofen-drugs经常采取减少肌肉酸痛后受伤或exercise-blocked代谢物的生产和显著抑制肌肉修复在小鼠,导致强度下降。

“传统上,炎症被认为是自然的,但有时候有害的,应对伤病,”海伦•布劳说,博士,微生物学和免疫学教授和斯坦福大学的巴克斯特实验室主任干细胞生物学。“但我们怀疑可能有炎性信号级联的组件也刺激肌肉修复。我们发现一个接触前列腺素E2的扩散有着深远的影响肌肉干细胞在活的动物。我们假定我们可以提高肌肉再生通过简单地增加这种自然生理过程在现有的干细胞细胞已经位于肌肉纤维。”

一篇论文描述了研究将6月12日在网上发表美国国家科学院院刊》上。布劳拥有Donald e . b和迪丽娅。巴克斯特教授,资深作者。资深科学家安德鲁Ho和博士后学者Adelaida Palla分享这项研究的主要作者。

代谢物浸润肌肉纤维

肌肉干细胞通常雀巢悄悄地沿着肌肉纤维。他们春天行动受到外伤或过度使用的肌肉时,迅速分裂产生足够的肌肉细胞修复损伤。但它并不完全清楚信号出现在炎症激活干细胞。

前列腺素E2、PGE2免疫细胞产生的代谢物,渗透到肌肉纤维的肌肉组织在应对损伤。抗炎治疗已被证明影响肌肉的恢复,而是因为他们影响许多不同的途径,这是很难确定谁真正的球员肌肉再生。

Ho和Palla发现PGE2在肌肉修复的作用,其上级受体表达干细胞损伤后不久。他们发现,肌肉干细胞经历了伤害显示增加的表达基因编码一个受体称为EP4, PGE2绑定。此外,他们表明,肌肉组织中PGE2的水平大幅增加后三天内损伤,表明这是一个过渡,天然免疫调制器。

确定其作用机理、Ho和Palla创建了一个实验室老鼠的基因工程菌株,允许他们动态监测肌肉干细胞的数量和活动。然后他们研究干细胞如何回应注入毒素造成的腿部肌肉受伤或低温的应用。(小鼠麻醉手术期间和缓解疼痛在复苏。)

我们看见一个深远的影响

“这瞬态脉冲的PGE2受伤的自然反应,”布劳表示。“当我们测试了一天的接触PGE2对肌肉干细胞生长在文化中,我们看到了对细胞的增殖产生深远的影响。一周后一个为期一天的接触,控制细胞的数量增加了6倍,相比之下。”

在看到发生在人工培养细胞,Ho和Palla测试单个注入PGE2的影响后,老鼠的腿受伤。

“当我们给老鼠一枪直接PGE2的肌肉,它甚至影响强劲肌肉再生和强度增加,“Palla说。“相反地,如果我们抑制肌肉干细胞的能力应对自然产生PGE2通过阻断EP4的表达或给他们一个剂量的非甾体类抗炎药物抑制产生PGE2,收购力量阻碍。”

“这一发现让我们感到兴奋,因为它是违反直觉的,”何说。“这种炎症反应的一个脉冲代谢物残留足够长的时间显著影响肌肉干细胞功能在这些动物。这可能是一个自然的方式临床提高肌肉再生。”

研究人员下一步准备测试PGE2的效果对人类肌肉干细胞在实验室里,并研究是否和老龄化如何影响干细胞的反应。因为PGE2也是怀孕期间胎儿和胎盘产生的,并且是美国食品和药物管理局批准用于引产术,临床路径可以相对迅速,他们说。

“我们的目标一直是监管机构发现的人类肌肉干细胞在再生医学是有用的,”布劳表示。“这可能重新已经fda批准的药物用于肌肉。这可能是一个新的目标现有干细胞的方式在他们的原生环境来帮助人们肌肉拉伤或创伤,甚至对抗自然衰老。”

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