這里是只做最硬核續(xù)命學(xué)研究的時(shí)光派，專注“長壽科技”科普。日以繼夜翻閱文獻(xiàn)撰稿只為給你帶來最新、最全前沿抗衰資訊，歡迎評論區(qū)留下你的觀點(diǎn)和疑惑；日更動(dòng)力源自你的關(guān)注與分享，抗衰路上與你并肩同行！

想當(dāng)年乘赤兔“千里走單騎”的美髯公，在麥城卻無法再憑老邁的雙臂揮起青龍偃月。英雄的遲暮不是突如其來，而是由于衰老進(jìn)程導(dǎo)致骨骼肌（SKM）的每況愈下。骨骼肌作為對運(yùn)動(dòng)和代謝穩(wěn)態(tài)必不可少的組織，我們的一舉一動(dòng)都會(huì)受其幾十甚至上百塊的共同調(diào)節(jié)[1]。

然而隨年齡的增長，骨骼肌中的衰老細(xì)胞也逐漸增多，使體能大不如前。究竟是“誰”在默默誘導(dǎo)骨骼肌的衰老？骨骼肌的老化問題又能否得到有效逆轉(zhuǎn)呢？

由世界排名第一的梅奧診所老齡化中心主任，兼NIH（美國國立衛(wèi)生研究院）衰老細(xì)胞機(jī)制主席的Nathan K LeBrasseur教授，聯(lián)合梅奧診所副教授Jo?o F. Passos于近日在nature子刊發(fā)文稱，發(fā)現(xiàn)在骨骼肌的兩類細(xì)胞中，分別存在不同的衰老誘導(dǎo)途徑，并發(fā)現(xiàn)了一種可有效干預(yù)骨骼肌衰老的手段[2]。

骨骼肌衰老，可能由干細(xì)胞分化和再生能力的破壞、線粒體功能障礙導(dǎo)致的氧化損傷、激素水平紊亂導(dǎo)致的肌肉萎縮、細(xì)胞炎癥和自噬導(dǎo)致的肌肉重量下降等多方原因誘導(dǎo)[3]。然而面對眾多致衰途徑，我們應(yīng)當(dāng)怎樣才能有針對性地防衰抗衰呢？

為了探究骨骼肌衰老的真正途徑和作用機(jī)制，研究人員直擊細(xì)胞分子層面，對6月齡的年輕小鼠和24月齡的老年小鼠的骨骼肌進(jìn)行對照實(shí)驗(yàn)。

表型對比后發(fā)現(xiàn)，老年小鼠體內(nèi)肌纖維橫截面積(CSA)顯著減少，成熟細(xì)胞的外形都發(fā)生變化了，內(nèi)里的蛋白和基因還會(huì)完好嗎，接著再探！

圖片來源：Juan Carlos Izpisua Belmonte Lab/Salk Institute

于是深入至基因?qū)用?，果然發(fā)現(xiàn)了貓膩。兩個(gè)衰老相關(guān)基因p21和p16與周期素依賴性激酶（CDK）形成的復(fù)合體CDKIs（觸發(fā)細(xì)胞周期停滯的關(guān)鍵性抑制劑），以及細(xì)胞調(diào)節(jié)因子IL-6和基質(zhì)重塑蛋白Mmp3的表達(dá)量在老年小鼠中均顯著提高[2]?？磥泶_實(shí)不止“外表”，骨骼肌內(nèi)的細(xì)胞衰老標(biāo)志物也有所增多。

通過FISH技術(shù)，進(jìn)一步觀測到老年小鼠的端粒上存在很多DNA損傷應(yīng)答（DDR）和衰老相關(guān)誘導(dǎo)物，端粒受到相應(yīng)程度的磨損，從而也加快了細(xì)胞衰老進(jìn)程[2]。綜合來看，CDKIs、SASP和DNA損傷標(biāo)記物的上調(diào)共同確定性地指向一個(gè)骨骼肌老化原因，就是年齡引起的細(xì)胞衰老。

圖注：熒光染色定量標(biāo)記衰老標(biāo)志物及含量

1.單核細(xì)胞的致衰基因背刺慘案

骨骼肌中存在很多極具分化潛能的單核細(xì)胞（衛(wèi)星細(xì)胞、成纖維細(xì)胞(FAPs)、內(nèi)皮細(xì)胞和巨噬細(xì)胞）[3]，它們作為成熟細(xì)胞的前體細(xì)胞，稍有不慎就容易誤入衰老“歧途”，因此成為骨骼肌衰老事態(tài)的重點(diǎn)懷疑對象。

對比衰老標(biāo)志物在四種單核細(xì)胞中的表達(dá)量后發(fā)現(xiàn)，老年小鼠的FAPs和巨噬細(xì)胞中的p16含量表達(dá)顯著，且具有升高趨勢[2]。瞧瞧，單核細(xì)胞果然已入“衰老道”，還順便抓到了誘導(dǎo)它衰老的唯一兇手——p16。

因此繼續(xù)對顯著衰老的FAPs進(jìn)行高通量聚類分析。正所謂不測不知道，一測嚇一跳，FAPs的4個(gè)亞群竟均顯示出多個(gè)衰老相關(guān)基因（p16、p15、Spp1）的高聚類富集，和細(xì)胞增殖調(diào)節(jié)信號通路的顯著表達(dá)[2]。具有高度分化能力的FAPs還未轉(zhuǎn)化為有效細(xì)胞，就被p16帶領(lǐng)的大量衰老基因和高表達(dá)的衰老通路所誘導(dǎo)致衰，真可謂“分化未成身先老”。

圖注：FAPs的4個(gè)亞群的scRNA-seq衍生標(biāo)記基因熱圖和GSEA富集圖

然而p16究竟是無年齡差別攻擊，還是“欺老怕小”呢？免疫熒光標(biāo)記圖（下圖）中可明顯看出，老年小鼠的FAPs上（右豎圖）存在較年輕小鼠（左豎圖）更多更大的TAF和γH2A（DDR的下游標(biāo)志物）。看來p16就是隨年齡增加，在單核細(xì)胞中逐漸形成CDKIs，從而抑制單核細(xì)胞的進(jìn)一步分化，并在分子層面上誘導(dǎo)端粒損傷，干擾細(xì)胞分裂，激活衰老過程[4]。

圖注：FAPs的免疫熒光標(biāo)記圖

2.多核細(xì)胞竟也慘遭衰老，揭開另一兇手的罪惡面紗

除單核細(xì)胞外，骨骼肌中還存在大量的多核細(xì)胞——肌纖維。它們難道不會(huì)隨年齡的變化而發(fā)生衰老嗎？看過結(jié)局的派派輕輕劇透一下：“不一定”。

研究人員將分離出的單個(gè)肌纖維進(jìn)行qPCR，發(fā)現(xiàn)老年小鼠肌纖維中p21的表達(dá)水平較年輕小鼠相比明顯更高，且邊界的p21顯著增加[2]。原來肌纖維還是沒能逃過細(xì)胞衰老定律，在p21的誘導(dǎo)下步入單核細(xì)胞的衰老后塵。

當(dāng)然肌纖維衰老可能由多種途徑引起，p21究竟是背負(fù)了衰老黑鍋還是難辭其咎，研究人員隨后對不同p21含量的老年小鼠肌纖維進(jìn)行基因富集和通路對比。發(fā)現(xiàn)僅在高p21含量的肌纖維中發(fā)現(xiàn)衰老相關(guān)細(xì)胞因子、p53信號、趨化因子信號等通路的顯著富集[2]?？磥韕21并未被冤枉，就是老年小鼠肌纖維衰老的罪魁禍?zhǔn)祝?/p>

圖注：低p21含量和高p21含量在老年小鼠體內(nèi)的基因豐度和表達(dá)量

既然小鼠的骨骼肌老化是由細(xì)胞衰老引起，那清除衰老細(xì)胞是否可以阻止老化進(jìn)程呢？研究人員開始大膽嘗試，將目光轉(zhuǎn)向大熱細(xì)胞抗衰藥物組合——達(dá)沙替尼和槲皮素（DQ）。

在對20月齡的老年小鼠進(jìn)行為期4個(gè)月的DQ注射治療后，小鼠體內(nèi)p21、p16基因及大量相關(guān)衰老基因（Cdkn1a、Gadd45a22、Rrad23等）的表達(dá)不再增加，高含量p21誘導(dǎo)肌纖維衰老相關(guān)通路的富集情況均被逆轉(zhuǎn)，且小鼠的握力也得到顯著提高[2]。

圖注：DQ注射逆轉(zhuǎn)骨骼肌衰老

DQ果然不負(fù)它們長期以來打著“摧毀衰老”的頭銜，通過對衰老相關(guān)基因的表達(dá)抑制，靶向逆轉(zhuǎn)了小鼠骨骼肌老化情況。

梅奧診所最終還表示，這項(xiàng)小鼠的骨骼肌衰老逆轉(zhuǎn)實(shí)驗(yàn)，也正是在為今后的臨床應(yīng)用做準(zhǔn)備（派派開始期待地搓手）。

時(shí)光派點(diǎn)評

在先前的概念中，我們只知道隨年紀(jì)的升高，不可避免的細(xì)胞衰老會(huì)引發(fā)骨骼肌的老化。而這項(xiàng)里程碑式研究，終于將致衰的基因、通路、作用途徑通通刨根問底，而且還為今后的臨床干預(yù)做足了實(shí)驗(yàn)鋪墊。

在看到對小鼠骨骼肌衰老逆轉(zhuǎn)成效頗豐的DQ（達(dá)沙替尼和槲皮素）后，是不是開始蠢蠢欲動(dòng)了？派派替大家查閱相關(guān)臨床應(yīng)用的資料后，發(fā)現(xiàn)DQ并不如文中完美，在其他應(yīng)用中還體現(xiàn)出貧血、血小板和中性粒細(xì)胞減少等副作用，具有較大的細(xì)胞毒性。因此派派還是建議大家暫且觀望，慎重再慎重為好。

然而在沒有骨骼肌的特效抗衰物質(zhì)前提下，派派建議大家不妨先運(yùn)動(dòng)起來，從根源上提高運(yùn)動(dòng)和代謝免疫能力，增強(qiáng)細(xì)胞活性，也可有效對抗骨骼肌衰老。況且運(yùn)動(dòng)還能舒緩心情、修飾形體，看完這篇文章的你，今天運(yùn)動(dòng)了嗎？

本研究題為《Characterization of cellular senescence in aging skeletal muscle》，發(fā)表于《nature aging》。通訊作者為梅奧診所教授Nathan K. LeBrasseur和梅奧診所副教授Jo?o F. Passos，第一作者為Xu Zhang。本研究由美國國立衛(wèi)生研究院、國家老齡化研究所、格倫醫(yī)學(xué)研究基金會(huì)和普利茲克基金會(huì)（N.K.L.）共同支持。

參考文獻(xiàn)：

[1] Englund, D. A., Zhang, X., Aversa, Z., & LeBrasseur, N. K. (2021). Skeletal muscle aging, cellular senescence, and senotherapeutics: Current knowledge and future directions. Mechanisms of Ageing and Development, 200, 111595. https://doi.org/10.1016/j.mad.2021.111595

[2] Zhang, X., Habiballa, L., Aversa, Z. et al. Characterization of cellular senescence in aging skeletal muscle. Nat Aging 2, 601–615 (2022). https://doi.org/10.1038/s43587-022-00250-8

[3] Englund, D. A., Zhang, X., Aversa, Z., & LeBrasseur, N. K. (2021b). Skeletal muscle aging, cellular senescence, and senotherapeutics: Current knowledge and future directions. Mechanisms of Ageing and Development, 200, 111595. https://doi.org/10.1016/j.mad.2021.111595

[4] Glumac, S., Davidovic, R., Dozic, B., Hinic, S., Pavlovic, I., Drakulic, D., Todorovi?, A., Pavlovic, M. M., Skodric, S. R., Baralic, I., Sopta, J., & Pejic, S. (2021). Immunohistochemical expression of cyclin-dependent kinase inhibitors p16 and p57 in rhabdomyosarcoma. Pathology - Research and Practice, 225, 153558. https://doi.org/10.1016/j.prp.2021.153558