国产日韩欧美一区二区三区三州_亚洲少妇熟女av_久久久久亚洲av国产精品_波多野结衣网站一区二区_亚洲欧美色片在线91_国产亚洲精品精品国产优播av_日本一区二区三区波多野结衣 _久久国产av不卡

?

骨骼肌干細(xì)胞及其微環(huán)境調(diào)控肌少癥的研究進(jìn)展

2024-01-01 00:00:00高天張勇張丹曾平
關(guān)鍵詞:肌少癥

摘要:肌少癥是以骨骼肌質(zhì)量減少和功能下降為主要特征的臨床綜合征。肌少癥患者易跌倒、骨折、增加住院率,嚴(yán)重降低老齡人群的生活質(zhì)量,是老齡化社會(huì)面臨的主要健康問(wèn)題之一。骨骼肌干細(xì)胞,也稱為肌衛(wèi)星細(xì)胞,對(duì)于骨骼肌再生和穩(wěn)態(tài)維持至關(guān)重要。研究表明骨骼肌微環(huán)境信號(hào)對(duì)骨骼肌干細(xì)胞功能具有重要調(diào)控作用。其中,骨骼肌纖維作為骨骼肌干細(xì)胞的直接微環(huán)境,調(diào)控骨骼肌干細(xì)胞的激活、增殖和自我更新。本文主要綜述骨骼肌干細(xì)胞及其微環(huán)境調(diào)控肌少癥的研究進(jìn)展,為深入探討通過(guò)改善骨骼肌微環(huán)境進(jìn)而調(diào)控骨骼肌干細(xì)胞功能靶向治療肌少癥提供理論支持。

關(guān)鍵詞:肌少癥;骨骼肌干細(xì)胞;肌衛(wèi)星細(xì)胞;微環(huán)境

中圖分類號(hào): R34" 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: A" 文章編號(hào):1000-503X(2024)06-0958-07

DOI:10.3881/j.issn.1000-503X.16114

Skeletal Muscle Stem Cells and the Microenvironment Regulation in Sarcopenia:A Review

GAO Tian1,2,ZHANG Yong2,ZHANG Dan1,ZENG Ping3

1Innovative Institute of Chinese Medicine and Pharmacy,Shandong University of Traditional Chinese Medicine,Jinan 250355,China

2Department of Biochemistry and Molecular Biology,Institute of Basic Medical Sciences,CAMS and PUMC,Beijing 100005,China

3Health and Medical Department,PUMC Hospital,CAMS and PUMC,Beijing 100730,China

Corresponding authors:ZENG Ping" Tel:010-69157230,E-mail:magsie@126.com;

ZHANG Dan" Tel:0531-89628623,E-mail:zhangdan@sdutcm.edu.cn

ABSTRACT:Sarcopenia is an age-related degenerative skeletal muscle disorder characterized by the loss of skeletal muscle mass and function during aging.Sarcopenia can impair the elderly’s ability to perform daily activities and is associated with high risks of falls,fractures,and hospitalization.It seriously affects the quality of life of the elderly and becomes one of the major health problems in the aging society.Skeletal muscle stem cells,also known as muscle satellite cells,play a key role in supporting muscle regeneration and homeostasis maintenance.Studies have suggested that muscle satellite cell functions are tightly regulated by microenvironment signals in the skeletal muscle.Of note,skeletal muscle fibers,serving as an immediate niche of muscle satellite cells,regulate their activation,proliferation,and self-renewal.This article reviews the research progress in the regulatory roles of skeletal muscle stem cells and their microenvironment in sarcopenia during aging,providing theoretical support for potential treatment of sarcopenia via modifying skeletal muscle microenvironment and regulating muscle satellite cell functions.

Key words:sarcopenia;skeletal muscle stem cell;muscle satellite cell;microenvironment

Acta Acad Med Sin,2024,46(6):958-964

肌少癥是一種與年齡增長(zhǎng)相關(guān)的進(jìn)行性骨骼肌質(zhì)量減少與功能喪失,合并軀體功能下降、生存質(zhì)量降低及跌倒與死亡等不良事件風(fēng)險(xiǎn)增加的臨床綜合征。肌少癥是衰弱癥的前期階段,發(fā)病率高,在60歲以上人群中超過(guò)10%,80歲以上人群超過(guò)30%[1]。增齡相關(guān)的骨骼肌質(zhì)量減少和功能下降剝奪了老年人最基本的日常生活能力,還可能為他們帶來(lái)毀滅性的打擊以及意外死亡風(fēng)險(xiǎn)。骨骼肌干細(xì)胞又稱為肌衛(wèi)星細(xì)胞,黏附在肌纖維上,位于肌纖維膜和基底膜之間。在生理穩(wěn)態(tài)條件下,肌衛(wèi)星細(xì)胞處于靜息態(tài);在骨骼肌損傷或病理狀態(tài)下,肌衛(wèi)星細(xì)胞被激活、增殖、分化以修復(fù)損傷的肌纖維。肌衛(wèi)星細(xì)胞通過(guò)不對(duì)稱分裂方式自我更新,維持肌衛(wèi)星細(xì)胞庫(kù)穩(wěn)態(tài)。骨骼肌衰老過(guò)程中,肌衛(wèi)星細(xì)胞數(shù)量減少且功能下降,導(dǎo)致衰老骨骼肌損傷再生能力降低[2]。微環(huán)境信號(hào)的改變會(huì)影響成體干細(xì)胞功能。其中,骨骼肌纖維是肌衛(wèi)星細(xì)胞直接的微環(huán)境,可通過(guò)旁分泌細(xì)胞因子的方式調(diào)控肌衛(wèi)星細(xì)胞的靜息、激活、自我更新、增殖與分化等功能。近年研究表明,衰老過(guò)程中肌衛(wèi)星細(xì)胞數(shù)量減少和功能下降與骨骼肌纖維介導(dǎo)的微環(huán)境改變密切相關(guān)[3]。本文主要綜述肌衛(wèi)星細(xì)胞及其微環(huán)境調(diào)控肌少癥的研究進(jìn)展,為改善微環(huán)境調(diào)控肌衛(wèi)星細(xì)胞功能干預(yù)肌少癥提供理論基礎(chǔ)。

1" 肌少癥概述

衰老伴隨的顯著變化之一是進(jìn)行性的骨骼肌質(zhì)量減少、肌肉力量和運(yùn)動(dòng)功能減弱。骨骼肌質(zhì)量和力量在年輕的成年個(gè)體(18~30歲)達(dá)到高峰。隨著年齡增長(zhǎng),約40歲左右開(kāi)始逐漸下降,在50歲以后出現(xiàn)顯著性降低,80歲以后幾乎降低到年輕時(shí)的50%[4-5]。這種與年齡相關(guān)的骨骼肌減少和功能下降被稱為肌少癥。肌少癥是衰老最早的跡象之一,會(huì)導(dǎo)致高風(fēng)險(xiǎn)的跌倒、骨折、功能喪失和殘障[6]。

由于肌少癥在認(rèn)識(shí)初期沒(méi)有統(tǒng)一的臨床診斷標(biāo)準(zhǔn),極大限制了肌少癥的臨床和基礎(chǔ)研究的進(jìn)展。近年歐美和亞洲地區(qū)相繼制訂了肌少癥臨床診斷標(biāo)準(zhǔn)[7-9]。由于骨骼肌質(zhì)量減少與肌肉力量和功能降低并不是完全線性相關(guān),目前國(guó)際公認(rèn)的診斷標(biāo)準(zhǔn)中除了骨骼肌質(zhì)量減少外,還有肌力減弱(通常是握力)或運(yùn)動(dòng)能力減弱(通常是步速),這兩個(gè)指標(biāo)符合其一即可診斷為肌少癥[4]。但是,全球不同人種的正常生理指標(biāo)稍有差異,因此,肌少癥的納入標(biāo)準(zhǔn)有所不同[5]。臨床診斷標(biāo)準(zhǔn)的確定和全球老齡化的加劇,大大推動(dòng)了肌少癥的流行病學(xué)研究。2013年,歐洲老年人肌少癥工作組統(tǒng)計(jì)了英國(guó)社區(qū)老齡人群的肌少癥發(fā)病率:其中男性為4.6%,女性為7.9%[10]。另一項(xiàng)來(lái)自美國(guó)社區(qū)老齡人群(平均70.1歲)2016年的統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明,肌少癥發(fā)生率高達(dá)36.5%[11]。來(lái)自日本的多個(gè)社區(qū)老齡人群篩查顯示,采用雙能X線吸收方法檢測(cè)骨骼肌質(zhì)量,男性肌少癥發(fā)病率為2.5%~28%,女性為2.3%~11.7%;采用生物電阻抗分析方法檢測(cè)骨骼肌質(zhì)量,男性肌少癥發(fā)病率為7.1%~98%,女性為19.8%~88%[12]。不同人群的篩查結(jié)果有很強(qiáng)的異質(zhì)性,可能是檢測(cè)方法和診斷標(biāo)準(zhǔn)不同造成的。以上流行病學(xué)研究表明,肌少癥是發(fā)病率較高的老年病,而肌少癥的研究也已成為老年醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的熱點(diǎn)研究方向之一。

2" 肌少癥的發(fā)病機(jī)制

臨床研究表明,肌少癥主要在老齡人群發(fā)病,但也有少數(shù)年輕個(gè)體受累[7]。有些肌少癥患者可能存在明確的誘因,比如長(zhǎng)時(shí)間臥床或失重狀態(tài),這類屬于繼發(fā)性肌少癥;另一類除了年齡因素沒(méi)有其他誘因,屬于原發(fā)性肌少癥[7]。對(duì)于肌少癥的發(fā)病機(jī)制,目前研究認(rèn)為,肌少癥病因與激素水平變化、蛋白質(zhì)合成與分解失衡、神經(jīng)-肌肉功能衰退及運(yùn)動(dòng)單位重組、線粒體染色體損傷、自由基氧化損傷及骨骼肌的修復(fù)機(jī)制受損、細(xì)胞凋亡、鈣穩(wěn)態(tài)失衡、熱量和蛋白質(zhì)攝入改變等相關(guān)。但是,肌少癥發(fā)病的具體分子機(jī)制尚不十分清楚,可能有多種機(jī)制參與。

2.1" 運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元退化

在衰老過(guò)程中,運(yùn)動(dòng)單位循環(huán)地去神經(jīng)支配、軸索生長(zhǎng)、神經(jīng)支配恢復(fù),而在這個(gè)循環(huán)反復(fù)的過(guò)程中,某些失去運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元支配的肌纖維沒(méi)有重新獲得運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元支配,發(fā)生去神經(jīng)支配性萎縮,嚴(yán)重影響運(yùn)動(dòng)單位的數(shù)量和功能,并可能最終導(dǎo)致肌少癥。

2.2" 蛋白質(zhì)代謝異常

蛋白質(zhì)約占肌肉重量的20%,因此,骨骼肌減少有可能與蛋白質(zhì)的代謝有關(guān)。但也有研究顯示高蛋白質(zhì)飲食并沒(méi)有提高肌原纖維的合成,可能與老年人吸收、轉(zhuǎn)運(yùn)、合成蛋白質(zhì)能力有限,從而影響骨骼肌質(zhì)量的增加有關(guān)[13]。此外,蛋白質(zhì)攝入只是骨骼肌質(zhì)量變化的影響因素之一。

2.3" 調(diào)節(jié)合成代謝的激素(生長(zhǎng)激素、性激素等)水平下降

睪酮和雌激素能夠顯著促進(jìn)肌肉的合成,隨著年齡的增加,血清中睪酮和雌激素的水平也會(huì)下降。已有流行病學(xué)研究顯示睪酮水平下降與骨骼肌質(zhì)量下降相關(guān)[14]。對(duì)老年人使用適量的睪酮治療肌少癥亦被證實(shí)有效。

2.4" 骨骼肌線粒體功能紊亂

骨骼肌線粒體功能紊亂可導(dǎo)致肌萎縮和早衰,線粒體功能與質(zhì)量控制異??赡苁羌∩侔Y的發(fā)病機(jī)制之一。研究顯示骨骼肌特異敲除線粒體離子肽酶1(一種存在于基質(zhì)中的線粒體蛋白酶)的小鼠表現(xiàn)出許多早衰特征,包括骨骼肌萎縮和駝背,表明骨骼肌線粒體蛋白質(zhì)量控制與衰老和肌少癥之間可能存在關(guān)聯(lián)[15]。骨骼肌特異敲除Atg7(線粒體自噬相關(guān)組分)的小鼠,表現(xiàn)出骨骼肌質(zhì)量減少等衰老特征,表明線粒體自噬與肌少癥密切相關(guān)[16]。

2.5" 纖維化和脂肪組織浸潤(rùn)

衰老骨骼肌出現(xiàn)纖維化和脂肪組織浸潤(rùn)是導(dǎo)致肌肉力量減弱、肌肉功能衰退的重要原因。研究顯示在老年骨骼肌中觀察到明顯的間質(zhì)纖維化,纖維組織的增加導(dǎo)致肌肉僵硬,限制了肌肉的伸展和收縮,從而降低老年人的運(yùn)動(dòng)能力[17]。老年肌少癥患者Ⅱ型肌纖維直徑減小,脂肪組織浸潤(rùn)增加,晚期階段出現(xiàn)骨骼肌組織纖維化[18]。TRB3基因表達(dá)與衰老骨骼肌萎縮和纖維化有關(guān),TRB3基因敲除減少老年小鼠骨骼肌間質(zhì)纖維化,恢復(fù)骨骼肌功能[19]。

2.6" 活動(dòng)減少

研究證實(shí)身體活動(dòng)少的老年人骨骼肌質(zhì)量小,且發(fā)生功能殘障的可能性增加[20]。 Lim等[21]以60歲以上的老年女性(109人)為研究對(duì)象,將其分為運(yùn)動(dòng)組和對(duì)照組,并對(duì)運(yùn)動(dòng)組進(jìn)行12周的體育鍛煉,最終顯示運(yùn)動(dòng)組人員的骨骼肌質(zhì)量和功能得到顯著改善。

2.7" 調(diào)節(jié)代謝和炎性反應(yīng)的生長(zhǎng)因子

研究表明腫瘤壞死因子-α、白細(xì)胞介素(interleukin,IL)-6、IL-1等生長(zhǎng)因子/炎性因子參與肌少癥的病理發(fā)生[22]。

2.8" 低維生素D水平

研究證實(shí)低維生素缺乏與衰弱、肌少癥獨(dú)立相關(guān)[23]。

2.9" 遺傳發(fā)育因素

出生時(shí)體重可以預(yù)測(cè)70歲時(shí)的握力,說(shuō)明生命早期的發(fā)育起到?jīng)Q定性作用[24]。

2.10" 組織成體干細(xì)胞老化

組織成體干細(xì)胞可以自我更新,并分化為補(bǔ)充和修復(fù)組織和器官的細(xì)胞,從而在組織動(dòng)態(tài)平衡和再生中發(fā)揮關(guān)鍵作用。然而,由于組織成體干細(xì)胞在體內(nèi)終生存在,容易積累細(xì)胞損傷,最終導(dǎo)致其衰老或功能喪失[2]。

2.11" 表觀遺傳信息的丟失

隨著時(shí)間的推移,染色質(zhì)修飾蛋白的重新定位和DNA斷裂,導(dǎo)致細(xì)胞失去正常身份發(fā)生老化[25]。

2.12" 自噬功能的喪失

與年齡有關(guān)的自噬下降是細(xì)胞器周轉(zhuǎn)減少的最重要機(jī)制之一。有研究表明,參與自噬過(guò)程的蛋白質(zhì)也參與了另一種降解過(guò)程,例如,與LC3相關(guān)的細(xì)胞外物質(zhì)的吞噬和以外泌體形式排出細(xì)胞內(nèi)廢物[26]。

3" 肌衛(wèi)星細(xì)胞與肌少癥

1961年首次發(fā)現(xiàn)肌衛(wèi)星細(xì)胞,位于肌膜和基底膜之間[27]。前期大量有關(guān)肌衛(wèi)星細(xì)胞增殖和分化的研究表明,肌衛(wèi)星細(xì)胞對(duì)骨骼肌生長(zhǎng)、損傷修復(fù)以及對(duì)應(yīng)激(運(yùn)動(dòng)、疾病、損傷和衰老)的適應(yīng)過(guò)程至關(guān)重要[28]。在正常生理狀態(tài)下,肌衛(wèi)星細(xì)胞在肌纖維附近的微環(huán)境中處于靜息態(tài)[29]。當(dāng)受到損傷或壓力(如運(yùn)動(dòng)負(fù)荷)時(shí),肌衛(wèi)星細(xì)胞會(huì)被激活,進(jìn)行增殖分化,產(chǎn)生的子細(xì)胞一部分遷移入肌膜并與受損肌纖維融合發(fā)揮再生修復(fù)作用,另一部分進(jìn)行干細(xì)胞的自我更新[30]。

在肌少癥疾病狀態(tài)下,肌衛(wèi)星細(xì)胞不能正常取代或修復(fù)受損的肌纖維,導(dǎo)致骨骼肌質(zhì)量下降[31]。衰老肌肉較低的再生潛力與肌衛(wèi)星細(xì)胞功能下降有關(guān)[32]。例如,哺乳動(dòng)物和非哺乳動(dòng)物的肌衛(wèi)星細(xì)胞的增殖和分化潛力隨著年齡的增長(zhǎng)而降低[33]。老年嚙齒動(dòng)物骨骼肌中Notch信號(hào)的減少導(dǎo)致肌衛(wèi)星細(xì)胞增殖減少,無(wú)法產(chǎn)生成肌細(xì)胞來(lái)修復(fù)肌肉損傷[34]。此外,Sousa-Victor等[31]的研究表明,老年個(gè)體的肌衛(wèi)星細(xì)胞不能維持靜息態(tài),而是處于衰老狀態(tài),其增殖和分化能力顯著減弱。因此,肌衛(wèi)星細(xì)胞功能的喪失可能是導(dǎo)致衰老骨骼肌再生能力降低、骨骼肌質(zhì)量減少的主要原因。另外,衰老骨骼肌的再生能力減弱還可能與肌衛(wèi)星細(xì)胞數(shù)量的減少有關(guān)。有研究表明,與年輕個(gè)體相比,老年個(gè)體骨骼肌中的肌衛(wèi)星細(xì)胞數(shù)量顯著減少[16]。肌衛(wèi)星細(xì)胞數(shù)量減少可能是衰老骨骼肌纖維萎縮的重要原因之一[35]。肌衛(wèi)星細(xì)胞通過(guò)不對(duì)稱分裂方式進(jìn)行自我更新,對(duì)于維持肌衛(wèi)星細(xì)胞庫(kù)的穩(wěn)態(tài)至關(guān)重要。研究表明衰老骨骼肌中肌衛(wèi)星細(xì)胞不對(duì)稱分裂能力顯著降低[36]。在衰老的肌衛(wèi)星細(xì)胞中,p38/MAPK信號(hào)傳導(dǎo)異常激活,激活細(xì)胞周期抑制劑 p16INK4,導(dǎo)致肌衛(wèi)星細(xì)胞的不對(duì)稱分裂和自我更新受損[37]。衰老與基質(zhì)細(xì)胞信號(hào) Wnt1誘導(dǎo)信號(hào)通路蛋白1(Wnt1 inducible signaling pathway protein 1,WISP1)的耗竭有關(guān),WISP1在衛(wèi)星細(xì)胞不對(duì)稱分裂中發(fā)揮重要作用[38]。然而,也有一些研究顯示年老動(dòng)物與幼年動(dòng)物骨骼肌中肌衛(wèi)星細(xì)胞的數(shù)量差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義[39],可能是由于不同研究中動(dòng)物模型的具體年齡不一樣所致。

4" 改善微環(huán)境調(diào)控肌衛(wèi)星細(xì)胞干預(yù)肌少癥

4.1" 影響肌衛(wèi)星細(xì)胞功能的骨骼肌微環(huán)境細(xì)胞類型

微環(huán)境對(duì)成體干細(xì)胞功能具有重要調(diào)控作用。肌衛(wèi)星細(xì)胞位于骨骼肌纖維膜和基底膜之間,因此,骨骼肌纖維是肌衛(wèi)星細(xì)胞的直接微環(huán)境。骨骼肌纖維不僅通過(guò)與肌衛(wèi)星細(xì)胞的直接接觸調(diào)控其靜息、激活、自我更新,骨骼肌纖維還可以通過(guò)分泌一些細(xì)胞因子以旁分泌的方式調(diào)控肌衛(wèi)星細(xì)胞的靜息、激活、自我更新、增殖與分化。此外,局部的細(xì)胞外基質(zhì)和其他非肌源性細(xì)胞群體,包括成纖維/成脂祖細(xì)胞(fibro-adipogenic progenitors,F(xiàn)AP)、免疫細(xì)胞和內(nèi)皮細(xì)胞也屬于微環(huán)境的組分,這些細(xì)胞通過(guò)分泌生長(zhǎng)因子和細(xì)胞因子以及改變基質(zhì)強(qiáng)度,在靜息狀態(tài)和骨骼肌損傷再生過(guò)程中調(diào)節(jié)肌衛(wèi)星細(xì)胞的功能[40]。但是,在衰老的機(jī)體中,局部微環(huán)境會(huì)通過(guò)改變細(xì)胞外基質(zhì)和各種類型細(xì)胞的分泌因子來(lái)影響肌衛(wèi)星細(xì)胞的數(shù)量和功能[41],包括駐留在干細(xì)胞微環(huán)境中的細(xì)胞和再生過(guò)程中招募的免疫細(xì)胞。

4.2" 微環(huán)境中免疫細(xì)胞調(diào)控肌衛(wèi)星細(xì)胞功能干預(yù)肌少癥

骨骼肌微環(huán)境中的免疫細(xì)胞對(duì)肌衛(wèi)星細(xì)胞功能具有重要調(diào)控作用。實(shí)現(xiàn)骨骼肌損傷再生,依賴于損傷部位招募的免疫細(xì)胞及其分泌的免疫因子。研究表明,與年齡相關(guān)的免疫環(huán)境變化是肌衛(wèi)星細(xì)胞功能下降的重要因素[42]。巨噬細(xì)胞是骨骼肌再生中發(fā)揮關(guān)鍵作用的免疫細(xì)胞,其炎癥狀態(tài)和分泌特征(促炎與抗炎)影響肌衛(wèi)星細(xì)胞的功能和命運(yùn)。衰老小鼠對(duì)骨骼肌損傷反應(yīng)延遲,表現(xiàn)為巨噬細(xì)胞抗炎特征的改變,影響了巨噬細(xì)胞和肌衛(wèi)星細(xì)胞之間的相互作用[42]。除了巨噬細(xì)胞,CD8+ T 細(xì)胞和調(diào)節(jié)性 T 細(xì)胞等淋巴細(xì)胞也顯著影響骨骼肌再生過(guò)程[43]。向幼年小鼠體內(nèi)移植老年供體小鼠的骨髓可導(dǎo)致干細(xì)胞功能受損、數(shù)量減少、纖維化增加[44]。這種損害可能部分是由于老年小鼠髓系腫瘤壞死因子-α信號(hào)的增加[45]。此外,衰老的骨骼肌中核因子κB信號(hào)增加,導(dǎo)致骨骼肌微環(huán)境紊亂和肌衛(wèi)星細(xì)胞功能下降[46]。趨化因子在骨骼肌再生中具有重要作用。如骨骼肌損傷后,趨化因子配體2、7、8通過(guò)趨化因子受體2與肌衛(wèi)星細(xì)胞相互作用,調(diào)控肌衛(wèi)星細(xì)胞的分化。在衰老的骨骼肌中,與趨化因子受體2相互作用的趨化因子水平升高,使用趨化因子受體2抑制劑治療可以促進(jìn)衰老骨骼肌的再生[47]。以上研究結(jié)果提示,改善骨骼肌免疫微環(huán)境可能為干預(yù)肌少癥提供新的策略。

4.3" 微環(huán)境中FAP細(xì)胞調(diào)控肌衛(wèi)星細(xì)胞功能干預(yù)肌少癥

FAP是一種存在于骨骼肌中的間充質(zhì)細(xì)胞,具有向成纖維細(xì)胞、脂肪細(xì)胞及成骨細(xì)胞和軟骨細(xì)胞分化的能力[31]。FAP在生理穩(wěn)態(tài)的骨骼肌中不分化,損傷后或神經(jīng)肌肉接頭處完整性受損后大量擴(kuò)增,調(diào)節(jié)肌衛(wèi)星細(xì)胞增殖。反復(fù)損傷累積引起FAP整體功能障礙,直接導(dǎo)致肌肉萎縮[48]。FAP通過(guò)分泌 WISP1促進(jìn)肌衛(wèi)星細(xì)胞增殖,衰老骨骼肌組織中的FAP產(chǎn)生較少的 WISP1,從而減少肌衛(wèi)星細(xì)胞的增殖,影響肌衛(wèi)星細(xì)胞和細(xì)胞外基質(zhì)相互作用以及衛(wèi)星細(xì)胞功能[32]。FAP耗竭的小鼠表現(xiàn)出肌肉萎縮和衛(wèi)星細(xì)胞丟失[49],提示FAP對(duì)骨骼肌穩(wěn)態(tài)維持具有重要作用。對(duì)FAP的存在和清除進(jìn)行嚴(yán)格的時(shí)間調(diào)控,可以保障FAP支持骨骼肌再生。敲除FAP細(xì)胞表面的標(biāo)志基因PDGFRα的小鼠骨骼肌損傷后,出現(xiàn)肌衛(wèi)星細(xì)胞數(shù)量減少,免疫細(xì)胞數(shù)量擴(kuò)增,導(dǎo)致骨骼肌再生受損[49-50]。另有研究表明,老年小鼠的FAPIL-33的產(chǎn)生減少,導(dǎo)致依賴IL-33的調(diào)節(jié)性T細(xì)胞的招募減少,進(jìn)而影響肌衛(wèi)星細(xì)胞的功能,可能是老年小鼠骨骼肌再生能力減弱的重要原因[51]。因此,靶向調(diào)節(jié)FAP細(xì)胞數(shù)量和功能為干預(yù)骨骼肌衰老和肌少癥提供了新思路。

4.4" 骨骼肌纖維分泌因子調(diào)控肌衛(wèi)星細(xì)胞功能干預(yù)肌少癥

骨骼肌纖維是肌衛(wèi)星細(xì)胞的直接微環(huán)境,通過(guò)旁分泌細(xì)胞因子調(diào)控后者的靜息、激活、自我更新、增殖與分化等功能。隨著衰老進(jìn)程,骨骼肌組織表達(dá)生長(zhǎng)分化因子11水平增多,以旁分泌的方式抑制肌衛(wèi)星細(xì)胞功能和老年小鼠的骨骼肌損傷再生[52]。老年小鼠的骨骼肌纖維表達(dá)高水平的成纖維生長(zhǎng)因子2(fibroblast growth factor 2,F(xiàn)GF2),以旁分泌的方式作用于肌衛(wèi)星細(xì)胞,打破干細(xì)胞的靜息狀態(tài),使肌衛(wèi)星細(xì)胞失去自我更新能力[3],導(dǎo)致肌衛(wèi)星細(xì)胞數(shù)量耗竭[3]。同時(shí),F(xiàn)GF2信號(hào)的下游組分信號(hào)β1整合素的表達(dá)減少,進(jìn)一步損害了衰老肌衛(wèi)星細(xì)胞中的FGF2信號(hào)[53]。衰老肌纖維分泌的粒細(xì)胞集落刺激因子減少,降低了肌衛(wèi)星細(xì)胞不對(duì)稱分裂和Pax7Hi 肌衛(wèi)星細(xì)胞亞群的比例,影響了肌衛(wèi)星細(xì)胞的自我更新[54]。運(yùn)動(dòng)干預(yù)增加衰老骨骼肌粒細(xì)胞集落刺激因子表達(dá)水平,促進(jìn)肌衛(wèi)星細(xì)胞不對(duì)稱分裂和自我更新能力,延緩骨骼肌衰老[54]。因此,可以通過(guò)靶向調(diào)控骨骼肌纖維分泌的細(xì)胞因子,改善肌衛(wèi)星細(xì)胞的微環(huán)境進(jìn)而干預(yù)骨骼肌衰老和肌少癥的發(fā)生發(fā)展。

5" 總結(jié)和展望

本文討論了肌少癥的兩個(gè)主要驅(qū)動(dòng)因素:肌衛(wèi)星細(xì)胞和肌衛(wèi)星細(xì)胞微環(huán)境。肌衛(wèi)星細(xì)胞是骨骼肌損傷再生的種子細(xì)胞,對(duì)骨骼肌生長(zhǎng)及組織穩(wěn)態(tài)維持至關(guān)重要。伴隨衰老、肌衛(wèi)星細(xì)胞數(shù)量減少和功能降低是肌少癥發(fā)生發(fā)展的重要因素之一。微環(huán)境對(duì)成體干細(xì)胞數(shù)量和功能具有重要調(diào)控作用。因此,系統(tǒng)鑒定影響肌衛(wèi)星細(xì)胞不對(duì)稱分裂和自我更新的微環(huán)境分子并揭示其調(diào)控的分子機(jī)制具有重要的臨床意義。通過(guò)運(yùn)動(dòng)干預(yù)促進(jìn)微環(huán)境分子的分泌,進(jìn)而增強(qiáng)肌衛(wèi)星細(xì)胞自我更新的能力,將為預(yù)防和干預(yù)肌少癥提供新的思路。

利益沖突" 所有作者聲明無(wú)利益沖突

作者貢獻(xiàn)聲明" 高天:撰寫初稿;張勇:文章修改和語(yǔ)言潤(rùn)色;張丹:文章修改和語(yǔ)言潤(rùn)色;曾平:討論文章框架、文章修改和語(yǔ)言潤(rùn)色

參" 考" 文" 獻(xiàn)

[1]Dodds RM,Granic A,Davies K,et al.Prevalence and incidence of sarcopenia in the very old:findings from the Newcastle 85+ Study[J].J Cachexia Sarcopenia Muscle,2017,8(2):229-237.DOI:10.1002/jcsm.12157.

[2]Cai Y,Song W,Li J,et al.The landscape of aging[J].Sci China Life Sci,2022,65(12):2354-2454.DOI:10.1007/s11427-022-2161-3.

[3]Chakkalakal JV,Jones KM,Basson MA,et al.The aged niche disrupts muscle stem cell quiescence[J].Nature,2012,490(7420):355-360.DOI:10.1038/nature11438.

[4]Dodds R,Sayer AA.Sarcopenia and frailty:new challenges for clinical practice[J].Clin Med (Lond),2016,16(5):455-458.DOI:10.7861/clinmedicine.16-5-455.

[5]Dennison EM,Sayer AA,Cooper C.Epidemiology of sarcopenia and insight into possible therapeutic targets[J].Nat Rev Rheumatol,2017,13(6):340-347.DOI:10.1038/nrrheum.2017.60.

[6]Werdyani S,Aitken D,Gao Z,et al.Metabolomic signatures for the longitudinal reduction of muscle strength over 10 years[J].Skelet Muscle,2022,12(1):4.DOI:10.1186/s13395-022-00286-9.

[7]Cruz-Jentoft AJ,Baeyens JP,Bauer JM,et al.Sarcopenia:European consensus on definition and diagnosis:report of the European Working Group on sarcopenia in older people[J].Age Ageing,2010,39(4):412-423.DOI:10.1093/ageing/afq034.

[8]Studenski SA,Peters KW,Alley DE,et al.The FNIH sarcopenia project:rationale,study description,conference recommendations,and final estimates[J].J Gerontol A Biol Sci Med Sci,2014,69(5):547-558.DOI:10.1093/gerona/glu010.

[9]Chen LK,Liu LK,Woo J,et al.Sarcopenia in Asia:consensus report of the Asian Working Group for sarcopenia[J].J Am Med Dir Assoc,2014,15(2):95-101.DOI:10.1016/j.jamda.2013.11.025.

[10]Patel HP,Syddall HE,Jameson K,et al.Prevalence of sarcopenia in community-dwelling older people in the UK using the European Working Group on Sarcopenia in Older People (EWGSOP) definition:findings from the Hertfordshire Cohort Study (HCS)[J].Age Ageing,2013,42(3):378-384.DOI:10.1093/ageing/afs197.

[11]Brown JC,Harhay MO,Harhay MN.Sarcopenia and mortality among a population-based sample of community-dwelling older adults[J].J Cachexia Sarcopenia Muscle,2016,7(3):290-298.DOI:10.1002/jcsm.12073.

[12]Kim H,Hirano H,Edahiro A,et al.Sarcopenia:prevalence and associated factors based on different suggested definitions in community-dwelling older adults[J].Geriatr Gerontol Int,2016,16(Suppl 1):110-122.DOI:10.1111/ggi.12723.

[13]Cereda E,Pisati R,Rondanelli M,et al.Whey protein,leucine- and vitamin-D-enriched oral nutritional supplementation for the treatment of sarcopenia[J].Nutrients,2022,14(7):1524.DOI:10.3390/nu14071524.

[14]Storer TW,Basaria S,Traustadottir T,et al.Effects of testosterone supplementation for 3 years on muscle performance and physical function in older men[J].J Clin Endocrinol Metab,2017,102(2):583-593.DOI:10.1210/jc.2016-2771.

[15]Xu Z,F(xiàn)u T,Guo Q,et al.Disuse-associated loss of the protease LONP1 in muscle impairs mitochondrial function and causes reduced skeletal muscle mass and strength[J].Nat Commun,2022,13(1):894.DOI:10.1038/s41467-022-28557-5.

[16]Masiero E,Agatea L,Mammucari C,et al.Autophagy is required to maintain muscle mass[J].Cell Metab,2009,10(6):507-515.DOI:10.1016/j.cmet.2009.10.008.

[17]Lyu AK,Zhu SY,Chen JL,et al.Inhibition of TLR9 attenuates skeletal muscle fibrosis in aged sarcopenic mice via the p53/SIRT1 pathway[J].Exp Gerontol,2019,122:25-33.DOI:10.1016/j.exger.2019.04.008.

[18]Verdijk LB,Snijders T,Drost M,et al.Satellite cells in human skeletal muscle;from birth to old age[J].Age (Dordr),2014,36(2):545-547.DOI:10.1007/s11357-013-9583-2.

[19]Shang GK,Han L,Wang ZH,et al.Sarcopenia is attenuated by TRB3 knockout in aging mice via the alleviation of atrophy and fibrosis of skeletal muscles[J].J Cachexia Sarcopenia Muscle,2020,11(4):1104-1120.DOI:10.1002/jcsm.12560.

[20]Cochet C,Belloni G,Buondonno I,et al.The role of nutrition in the treatment of sarcopenia in old patients:from restoration of mitochondrial activity to improvement of muscle performance,a systematic review[J].Nutrients,2023,15(17):3703.DOI:10.3390/nu15173703.

[21]Lim HS,Kim TH,Kang HJ,et al.Effect of a 12-week multi-exercise community program on muscle strength and lipid profile in elderly women[J].Nutrients,2024,16(6):813.DOI:10.3390/nu16060813.

[22]Kim TN,Choi KM.Sarcopenia:definition,epidemiology,and pathophysiology[J].J Bone Metab,2013,20(1):1-10.DOI:10.11005/jbm.2013.20.1.1.

[23]Hirani V,Naganathan V,Cumming RG,et al.Associations between frailty and serum 25-hydroxyvitamin D and 1,25-dihydroxyvitamin D concentrations in older Australian men:the concord health and ageing in men project[J].J Gerontol A Biol Sci Med Sci,2013,68(9):1112-1121.DOI:10.1093/gerona/glt059.

[24]Jacob I,Johnson MI,Jones G,et al.Age-related differences of vastus lateralis muscle morphology,contractile properties,upper body grip strength and lower extremity functional capability in healthy adults aged 18 to 70 years[J].BMC Geriatr,2022,22(1):538.DOI:10.1186/s12877-022-03183-4.

[25]Yang JH,Hayano M,Griffin PT,et al.Loss of epigenetic information as a cause of mammalian aging[J].Cell,2024,187(5):1312-1313.DOI:10.1016/j.cell.2024.01.049.

[26]Lopez-Otin C,Blasco MA,Partridge L,et al.Hallmarks of aging:an expanding universe[J].Cell,2023,186(2):243-278.DOI:10.1016/j.cell.2022.11.001.

[27]Mauro A.Satellite cell of skeletal muscle fibers[J].J Biophys Biochem Cytol,1961,9(2):493-495.DOI:10.1083/jcb.9.2.493.

[28]Alway SE,Myers MJ,Mohamed JS.Regulation of satellite cell function in sarcopenia[J].Front Aging Neurosci,2014(6):246.DOI:10.3389/fnagi.2014.00246.

[29]Schultz E,Gibson MC,Champion T.Satellite cells are mitotically quiescent in mature mouse muscle:an EM and radioautographic study[J].J Exp Zool,1978,206(3):451-456.DOI:10.1002/jez.1402060314.

[30]Collins CA,Olsen I,Zammit PS,et al.Stem cell function,self-renewal,and behavioral heterogeneity of cells from the adult muscle satellite cell niche[J].Cell,2005,122(2):289-301.DOI:10.1016/j.cell.2005.05.010.

[31]Sousa-Victor P,Gutarra S,Garcia-Prat L,et al.Geriatric muscle stem cells switch reversible quiescence into senescence[J].Nature,2014,506(7488):316-321.DOI:10.1038/nature13013.

[32]Bernet JD,Doles JD,Hall JK,et al.p38 MAPK signaling underlies a cell-autonomous loss of stem cell self-renewal in skeletal muscle of aged mice[J].Nat Med,2014,20(3):265-271.DOI:10.1038/nm.3465.

[33]Haramizu S,Ota N,Hase T,et al.Catechins suppress muscle inflammation and hasten performance recovery after exercise[J].Med Sci Sports Exerc,2013,45(9):1694-1702.DOI:10.1249/MSS.0b013e31828de99f.

[34]Liu L,Charville GW,Cheung TH,et al.Impaired Notch signaling leads to a decrease in p53 activity and mitotic catastrophe in aged muscle stem cells[J].Cell Stem Cell,2018,23(4):544-556.e4.DOI:10.1016/j.stem.2018.08.019.

[35]Brack AS,Bildsoe H,Hughes SM.Evidence that satellite cell decrement contributes to preferential decline in nuclear number from large fibres during murine age-related muscle atrophy[J].J Cell Sci,2005,118(20):4813-4821.DOI:10.1242/jcs.02602.

[36]李虎,韓婉虹,朱大海,等.骨骼肌成體干細(xì)胞不對(duì)稱分裂與骨骼肌疾?。跩].中國(guó)細(xì)胞生物學(xué)學(xué)報(bào),2022,44(8):1555-1560.DOI:10.11844/cjcb.2022.08.0011.

[37]Sousa-Victor P,Garcia-Prat L,Munoz-Canoves P.Control of satellite cell function in muscle regeneration and its disruption in ageing[J].Nat Rev Mol Cell Biol,2022,23(3):204-226.DOI:10.1038/s41580-021-00421-2.

[38]Lukjanenko L,Karaz S,Stuelsatz P,et al.Aging disrupts muscle stem cell function by impairing matricellular WISP1 secretion from fibro-adipogenic progenitors[J].Cell Stem Cell,2019,24(3):433-446.e7.DOI:10.1016/j.stem.2018.12.014.

[39]van der Meer SF,Jaspers RT,Jones DA,et al.Time-course of changes in the myonuclear domain during denervation in young-adult and old rat gastrocnemius muscle[J].Muscle Nerve,2011,43(2):212-222.DOI:10.1002/mus.21822.

[40]Fuchs E,Blau HM.Tissue stem cells:architects of their niches[J].Cell Stem Cell,2020,27(4):532-556.DOI:10.1016/j.stem.2020.09.011.

[41]Hong X,Campanario S,Ramirez-Pardo I,et al.Stem cell aging in the skeletal muscle:the importance of communication[J].Ageing Res Rev,2022(73):101528.DOI:10.1016/j.arr.2021.101528.

[42]Tobin SW,Alibhai FJ,Wlodarek L,et al.Delineating the relationship between immune system aging and myogenesis in muscle repair[J].Aging Cell,2021,20(2):e13312.DOI:10.1111/acel.13312.

[43]Tidball JG.Regulation of muscle growth and regeneration by the immune system[J].Nat Rev Immunol,2017,17(3):165-178.DOI:10.1038/nri.2016.150.

[44]Wang Y,Wehling-Henricks M,Welc SS,et al.Aging of the immune system causes reductions in muscle stem cell populations,promotes their shift to a fibrogenic phenotype,and modulates sarcopenia[J].FASEB J,2019,33(1):1415-1427.DOI:10.1096/fj.201800973R.

[45]Wang Y,Welc SS,Wehling-Henricks M,et al.Myeloid cell-derived tumor necrosis factor-alpha promotes sarcopenia and regulates muscle cell fusion with aging muscle fibers[J].Aging Cell,2018,17(6):e12828.DOI:10.1111/acel.12828.

[46]Oh J,Sinha I,Tan KY,et al.Age-associated NF-kappaB signaling in myofibers alters the satellite cell niche and re-strains muscle stem cell function[J].Aging (Albany NY),2016,8(11):2871-2896.DOI:10.18632/aging.101098.

[47]Blanc RS,Kallenbach JG,Bachman JF,et al.Inhibition of inflammatory CCR2 signaling promotes aged muscle regeneration and strength recovery after injury[J].Nat Commun,2020,11(1):4167.DOI:10.1038/s41467-020-17620-8.

[48]Madaro L,Passafaro M,Sala D,et al.Denervation-activated STAT3-IL-6 signalling in fibro-adipogenic progenitors promotes myofibres atrophy and fibrosis[J].Nat Cell Biol,2018,20(8):917-927.DOI:10.1038/s41556-018-0151-y.

[49]Wosczyna MN,Konishi CT,Perez Carbajal EE,et al.Mesenchymal stromal cells are required for regeneration and homeostatic maintenance of skeletal muscle[J].Cell Rep,2019,27(7):2029-2035.e5.DOI:10.1016/j.celrep.2019.04.074.

[50]Shang M,Cappellesso F,Amorim R,et al.Macrophage-derived glutamine boosts satellite cells and muscle regeneration[J].Nature,2020,587(7835):626-631.DOI:10.1038/s41586-020-2857-9.

[51]Kuswanto W,Burzyn D,Panduro M,et al.Poor repair of skeletal muscle in aging mice reflects a defect in local,interleukin-33-dependent accumulation of regulatory T cells[J].Immunity,2016,44(2):355-367.DOI:10.1016/j.immuni.2016.01.009.

[52]Egerman MA,Cadena SM,Gilbert JA,et al.GDF11 increases with age and inhibits skeletal muscle regeneration[J].Cell Metab,2015,22(1):164-174.DOI:10.1016/j.cmet.2015.05.010.

[53]Rozo M,Li L,F(xiàn)an CM.Targeting beta1-integrin signaling enhances regeneration in aged and dystrophic muscle in mice[J].Nat Med,2016,22(8):889-896.DOI:10.1038/nm.4116.

[54]Li H,Chen Q,Li C,et al.Muscle-secreted granulocyte colony-stimulating factor functions as metabolic niche factor ameliorating loss of muscle stem cells in aged mice[J].EMBO J,2019,38(24):e102154.DOI:10.15252/embj.2019102154.

(收稿日期:2024-04-09)

猜你喜歡
肌少癥
肌少癥在呼吸系統(tǒng)疾病中的研究進(jìn)展
浙江省杭州市醫(yī)護(hù)人員肌少癥知信行現(xiàn)狀調(diào)查分析
腸炎患者要預(yù)防肌少癥
2019亞洲肌少癥診斷共識(shí)下肌少癥相關(guān)危險(xiǎn)因素評(píng)估
咱爸媽的腰背疼可能是它鬧的
肌少癥對(duì)脊柱疾病的影響
運(yùn)動(dòng)預(yù)防肌少癥
中老年保健(2021年3期)2021-08-22 06:50:40
大理州肌少癥病況科學(xué)研究*
保健文匯(2021年10期)2021-06-06 10:21:12
重視老年人肌少癥的預(yù)防和管理
前言
——老年慢性疾病合并肌少癥相關(guān)研究進(jìn)展
富裕县| 尉氏县| 乃东县| 藁城市| 江源县| 保德县| 邮箱| 新邵县| 余江县| 锡林浩特市| 泰宁县| 前郭尔| 阳东县| 唐山市| 丹巴县| 阜城县| 鄂托克前旗| 龙门县| 六枝特区| 霞浦县| 中山市| 开阳县| 长阳| 天祝| 和田市| 新巴尔虎右旗| 长乐市| 诏安县| 石柱| 夏津县| 新河县| 武安市| 从化市| 三原县| 南靖县| 琼海市| 乐东| 论坛| 阜康市| 沾益县| 广南县|