Nature Metabolism：运动使老鼠的肌肉干细胞返老还童，赶紧动起来！

根据斯坦福大学医学院研究人员的一项新研究，每天晚上在转盘上进行短途旅行可以增强年老老鼠的肌肉修复能力。

只有年龄较大的老鼠能得到这种益处，研究人员发现这是由于动物肌肉干细胞的再生。

'这对老年动物的影响是非常显着的，' 医学博士Thomas Rando说，他是斯坦福大学神经学和神经科学教授，同时也是斯坦福大学格伦衰老生物学中心的主任。'我们发现，有规律的锻炼可以使组织修复恢复年轻。他们的肌肉干细胞的外观和行为开始像那些年轻得多的动物。'

研究人员还发现了一种参与逆转细胞时钟的分子途径。他们认为，控制这一途径的药物可能是运动的有效替代品。Rando是这项研究的资深作者，这项研究于近日发表在Nature Metabolism杂志上。

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与胚胎或诱导多能干细胞不同，组织特异性干细胞的潜能受到限制。胚胎或诱导多能干细胞可以产生体内的任何组织。肌肉干细胞沿着肌肉纤维处于一种被称为静止的休息状态，直到被要求修复损伤。

Rando说：'我们和其他人进行的研究表明，组织再生会随着年龄的增长而减少，这是由于成体干细胞功能衰退造成的。许多研究人员正在寻找一种恢复青春的方法。'

调整生活方式的好处

虽然没有研究人员发现可靠的青春源泉，但众所周知，某些生活方式的调整是有益的。

Rando说：'众所周知，运动可以降低各种与年龄有关的疾病的风险，包括心血管疾病、癌症，甚至可能是阿尔茨海默病。人们很想知道运动是如何带来这些健康益处的。'

特别是，研究人员想要知道自主运动是否以及如何影响小鼠肌肉干细胞的功能。他们让大约20个月大的老鼠(相当于人类的60-70岁)和3 - 4个月大的老鼠(相当于20- 30岁的人)接触一个运动轮，让它们随意奔跑。年轻的老鼠平均每晚跑10公里，年长的老鼠大约跑5公里。另外两组年轻和年老的老鼠被给予不旋转的轮子作为对照组。

Rando说：'这些动物以它们感到舒适的强度进行锻炼，就像人们为了自己的健康所做的那样。与阻力训练或剧烈的耐力运动相比，这种情况下的压力要小一些，因为后者本身可能会影响肌肉干细胞的功能。'随后的分析表明，运动动物的肌肉干细胞保持静止，运动后动物没有产生大量新的肌肉纤维。

经过三周的夜间有氧运动后，研究人员比较了这些动物修复肌肉损伤的能力。他们发现，正如预期的那样，久坐不动的年老老鼠修复肌肉损伤的能力明显低于久坐不动的年轻老鼠。然而，经常锻炼的老年动物修复肌肉损伤的能力明显优于不锻炼的老年动物。这种运动的益处在年轻的动物身上没有观察到。

同样的结果也发生在运动过的年老老鼠的肌肉干细胞被移植到年轻老鼠身上的时候。运动组的干细胞比不运动组的干细胞对修复过程的贡献更大。

年轻血液的好处

研究还表明，将运动过的老年老鼠的血液注射到未运动过的老年老鼠体内也会产生类似的效果，这表明运动刺激产生了某些因子并进入血液循环，从而增强衰老的干细胞的功能。

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'这真的很有趣，' ，这项研究表明年轻小鼠的血液似乎在某种程度上改善了老年老鼠的组织干细胞。

进一步的研究表明，研究人员观察到的运动诱导的恢复活力可以通过增加一种名为cyclin D1的信号分子的表达来模拟，这种信号分子参与了唤醒静止的肌肉干细胞以应对损伤。这一发现表明，也许有一天可以人为地激活这一途径，使衰老的肌肉干细胞保持年轻时的最佳状态。

Rando说：'如果我们能开发出一种药物，模仿这种效果，我们可能不用做几个月的运动就能体验到这种好处。'

参考资料：

Exercise restores youthful properties to muscle stem cells of old mice

Exercise rejuvenates quiescent skeletal muscle stem cells in old mice through restoration of Cyclin D1， Nature Metabolism (2020). DOI：10.1038/s42255-020-0190-0