基因发展:揭示生物钟和肌肉修复的新关系

来源：原网站2022-03-06 19:36

来自美国西北大学费恩伯格医学院等机构的科学家通过研究发现了一种新的机制，这种机制可能能够将昼夜节律控制的细胞代谢和再生与肌肉损伤后的修复联系起来。

2022年3月6日/100 BIOON/——组织再生的过程是以定时的方式进行的，但研究人员对昼夜节律在其中的作用知之甚少。近日，在国际杂志《基因发展》上发表的一篇题为《BMAL 1通过控制卫星细胞缺氧Nad再生驱动肌肉修复》的研究报告中，美国西北大学费恩伯格医学院等机构的科学家通过研究发现了一种新的机制，这种机制可能能够将昼夜节律控制的细胞代谢和再生与肌肉损伤后的修复联系起来。

图片：Pixabay/CC0公共领域

生物钟，即体内调节休息和觉醒状态的内部24小时时钟，紊乱或与不同代谢性疾病的病理表现有关，包括糖尿病和肥胖症等。然而，关于组织再生与肌肉修复关系的研究仍然较少。在这篇报告中，研究人员研究了成年肌肉干细胞的生物钟在控制小鼠急性缺血损伤后肌肉再生组织修复中的关键作用。他们瞄准了一种名为Bmal1的蛋白质，旨在确定它在肌肉干细胞和更好的肌肉修复中的特定作用。

Peek表示，Bmal1可以控制基因表达的节奏，包括那些参与调节睡眠、活动、激素和代谢的基因。与不活动或休息的小鼠相比，当小鼠活动或清醒时，它可能对损伤后的肌肉修复有更好的效果。此外，肌肉干细胞中Bmal1蛋白的缺失可能会损害肌肉再生。随后，研究人员利用代谢组学技术研究了约1万个激活的肌肉干细胞和体内培养的成肌细胞或过早成熟的肌肉细胞。结果显示，Bmal1的缺失会使损伤后第三天激活的肌肉干细胞数量减少。

此外，BMA1的缺失还会损害肌肉干细胞在损伤后对缺氧的反应，BMA1的缺失还会导致糖酵解水平下降或细胞内产生的能量减少。增加Bmal1缺陷型成肌细胞中NAD的水平可以恢复肌肉干细胞的增殖和成肌细胞的形成。NAD是一种辅酶，对身体的所有代谢过程都非常有益。

图片：http://genesdev.cshlp.org/content/36/3-4/149

在这项研究中，研究人员发现，将氧化还原代谢产物NAD恢复到生物钟紊乱的干细胞中，可能会恢复正常的细胞增殖和肌肉纤维形成，这让研究人员非常兴奋，因为这表明NAD的恢复可能会抵消一天中错误时间肌肉损伤的影响。目前，研究人员非常有兴趣研究肌肉干细胞的生物钟和NAD调节对运动后肌肉修复和生长的影响，以及肌肉干细胞时钟对衰老过程中肌肉修复的重要性。

综上所述，本研究结果表明，研究人员通过控制NAD驱动的损伤反应，确定了肌肉干细胞的昼夜节律钟是氧依赖性成肌细胞命运和肌肉修复过程的关键调节因子。(100yiyao.com 100医疗网)

原始来源：

朱培，诺亚x哈姆利什，阿布舍克维贾伊塔卡尔，《基因发展》(2022)。doi :10.11101/gad :1121

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