人類的組織和器官的自我再生能力有限，但他們一生中都有一個干細胞庫，可以自我更新并分化成特定的細胞類型。這些干細胞被廣泛研究，因為它們可以修復人體組織，因此在醫學上有很大的潛力。另一方面，所有的人類細胞都可以進入一種叫做衰老的狀態:它們停止繁殖但不會死亡，在組織中徘徊。隨著這些衰老細胞在全身積聚，它們會影響附近的健康細胞。一個國際研究團隊，包括來自盧森堡大學系統生物醫學中心(LCSB)和CIC bioune - brta的Antonio Del Sol教授，最近探索了衰老細胞在組織再生中的作用。他們發現了衰老細胞和干細胞之間的關鍵相互作用，為改善終生肌肉修復開辟了潛在途徑。他們的研究結果發表在12月的《自然》雜志上。

干細胞，衰老和組織更新

在人體內，干細胞存在于科學家所說的生態位中，這是組織中提供特定微環境的區域。在這個生態位內，其他細胞與干細胞相互作用并激活它們，促進組織再生。這一過程需要不同類型細胞之間的協調溝通，但其中涉及的機制尚不清楚。

隨著衰老過程中再生功能的下降，而衰老細胞的積累，來自西班牙、中國、日本、美國和盧森堡的一組研究人員決定探索衰老在組織再生中的作用。LCSB計算生物學小組負責人Antonio Del Sol教授解釋說:“我們的目標是研究體內的衰老細胞，了解它們是如何出現的，以及它們如何影響整個生命中的組織修復過程�！薄盀榇�，我們結合了龐培法布拉大學和廣州生物醫學與健康研究所的同事在小鼠身上進行的實驗工作，以及我在LCSB和CIC bioGUNE-BRTA的團隊開發的計算方法�！�

損傷和年齡都不利于肌肉再生

專注于小鼠的肌肉組織，研究人員首先觀察到，當肌肉受損或隨著年齡增長，衰老細胞就會出現在肌肉中。他們的研究結果表明，損傷和衰老都會在一部分細胞中誘導高水平的氧化應激和DNA損傷的積累，促使這些細胞走向衰老。

在實驗室進行的實驗還表明，衰老的細胞群是干細胞周圍再生生態位的一部分。這些衰老細胞在生態位的存在反過來抑制了生命各個階段的肌肉再生。為了進一步說明衰老細胞的影響，科學家們可以通過從組織中去除衰老細胞來加速年輕小鼠的再生，并使年老小鼠的肌肉恢復活力。

“現在我們知道衰老細胞為什么會出現，它們對組織修復有如此直接的影響，我們想更好地了解衰老到底是什么，以及涉及到哪些機制，”文章的通訊作者Pura Muñoz-Cánoves教授說。

衰老細胞圖譜，突出了常見特征

研究人員在體內生成了第一個衰老細胞圖譜，揭示了再生肌肉中三個主要的衰老細胞群。除了識別這些存在于小鼠和人類體內的不同類型的衰老細胞外，研究小組還搜索了這些細胞的共同特征。他們的分析表明，衰老細胞分子多樣，但有兩個主要特征。

“當它們衰老時，細胞仍然保存著它們的一部分身份。它們的一些特征與它們最初的細胞類型相對應。這種細胞起源記憶解釋了為什么衰老細胞看起來如此不同，”Del Sol教授詳細說道，“然而，當我們更仔細地觀察時，我們發現了兩種通用的衰老標記:炎癥和纖維化�！�

通過研究，通過計算方法，肌肉中所有衰老細胞的整體功能上調，研究人員發現了這兩個核心特征，提供了衰老細胞在體內的第一個分子和功能定義。

中和衰老細胞，促進再生

這些共同特征的鑒定是理解衰老細胞損害組織再生機制的關鍵�？茖W家們表明，存在于再生生態位中的衰老細胞通過促炎和促纖維化因子的分泌起作用。它們產生的分子會影響附近的干細胞，抑制它們的增殖并損害再生。

“受傷后，一些肌肉細胞會衰老，并創造出類似衰老的微環境。它們的分泌物反映了與衰老相關的炎癥，甚至在年輕受傷的小鼠中也是如此。我們稱之為炎癥，這是它們削弱干細胞功能并阻止組織修復的機制�！�

進一步的計算分析發現，脂質轉運基因CD36可能是調節衰老細胞影響的一種方法。通過靶向這種特定的基因，研究人員可以改善年輕和老年小鼠的肌肉再生，同時減少炎癥和纖維化。Cánoves教授指出:“現在需要進一步的研究來證實CD36是一種新的體內表型靶點�！�

總之，消除衰老細胞或減少它們分泌的炎癥因子可以產生有益的結果。隨著衰老細胞像小鼠一樣在人類肌肉中積累，這些發現為改善終生肌肉修復開辟了潛在途徑，并對肌肉疾病的再生醫學具有重要意義。

文章標題

Senescence atlas reveals and aged-like inflamed niche that blunts muscle regeneration