细胞核运动是为了肌肉自我修复

众所周知,肌肉再生是通过一个复杂的过程,包括几个步骤,并依赖于干细胞。现在,由分子医学研究所(Instituto de Medicina Molecular)的研究人员领导的一项新研究João Lobo Antunes (iMM;葡萄牙)和庞培法布拉大学(UPF巴塞罗那;这篇文章今天发表在科学杂志上科学,描述了一种基于细胞核重排的生理损伤后肌肉再生的新机制。这种保护机制为更广泛地理解生理学和疾病中的肌肉修复开辟了道路。
骨骼肌肉组织对运动很重要,它是由拥有多个细胞核的细胞形成的,这在人体中几乎是独一无二的特征。尽管肌肉细胞具有可塑性,但它们的收缩会伴随肌肉损伤。这项研究的主要作者、iMM和UPF巴塞罗那分校的研究员威廉·罗曼(William Roman)解释说:“即使在生理条件下,再生对肌肉承受收缩的机械压力也至关重要,而收缩的机械压力往往会导致细胞损伤。”虽然肌肉再生在最近几十年的研究中,大多数研究都集中在涉及其他细胞的机制上,包括肌肉干细胞这是大面积肌肉损伤所必需的。
“在这项研究中,我们发现了另一种再生机制,即肌肉细胞自主,”庞培法布拉大学(Pompeu Fabra)的小组负责人、研究负责人Pura Muñoz-Cánoves说。研究人员使用不同的体外损伤模型和小鼠和人类的运动模型来观察损伤时,细胞核被吸引到损伤部位,加速收缩单元的修复。
接下来,研究小组剖析了这一观察的分子机制:“我们在实验室中对肌肉细胞进行的实验表明,细胞核向损伤部位的运动导致了mRNA分子的局部传递。这些mRNA分子在受伤部位被翻译成蛋白质,作为肌肉修复的基石,”威廉·罗曼解释道。关于这些发现的重要性,Pura Muñoz-Cánoves说:“这一发现在理解肌肉生物学、生理学和肌肉功能障碍方面取得了重要进展。”
除了对肌肉研究的影响之外,这项研究还为细胞生物学引入了更多的一般概念,例如损伤部位的核运动。“这是其中最迷人的东西之一细胞是细胞核发育过程中的运动,细胞核是细胞内最大的细胞器,但细胞核运动的原因在很大程度上是未知的。现在,我们证明了这种现象在成年期细胞修复和再生过程中的功能相关性,”分子医学研究所的小组负责人、里斯本大学医学院教授埃德加·r·戈梅斯说,他是这项研究的联合负责人。