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随着年龄增长，很多人会感慨头发越来越留不住。其实，除了头发，我们身上还有一样东西也在逐渐减少，那就是肌肉。而且比起头发，肌肉的流失对健康的影响更突出。骨骼肌不仅对运动能力至关重要，也在新陈代谢和免疫调节中起着关键作用，肌肉含量提高还能增进大脑健康。然而随着衰老，肌肉的体积和质量都会减少，肌力也会下降。在65岁以上的老年人中，肌肉量每年的衰减速度可达6%~15%。由于骨骼肌流失严重，有些老年人患上肌少症（sarcopenia），身体虚弱、易跌倒和骨折，死亡风险增加。
因此，要实现健康老龄化的目标，提高老年生活的质量，防止或减缓骨骼肌的衰老是非常重要的一个方面。日前，由威康桑格研究所（Wellcome Sanger Institute）和中山大学（Sun Yat-sen University）的研究人员联合主导的一项新研究首次构建出人类骨骼肌老化的综合图谱，从中全面揭示了肌肉随年龄增长而发生的复杂变化。新发现可以解释为什么某些肌纤维更容易衰老，还找到了肌肉应对衰老的代偿机制，为如何减少肌肉流失、促进肌肉再生提供了洞见。
论文指出，以前有关肌肉衰老的研究大多集中在一种特定的机制或细胞类型上，而此次的综合图谱旨在对肌肉衰老提供整体的理解。为此，研究团队收集了17名成年人提供的肋间肌样本，包括8名20~40岁的年轻人和9名60~75岁的老年人，应用前沿的单细胞技术和成像技术分析了肌肉的细胞组成，包括不同类型的肌纤维细胞、肌肉干细胞，以及肌肉微环境中的免疫细胞、成纤维细胞等其他非肌肉细胞。考虑到骨骼肌的肌纤维有一个特点——由一个细胞组成、但包括多个细胞核，研究人员还将单细胞测序技术和细胞核转录组数据相结合展开了分析。
肌纤维根据收缩速度、蛋白质组成和代谢特征的差异可分为“快肌纤维”和“慢肌纤维”，前者能够实现有爆发力的动作，后者更多参与耐力活动。研究结果显示，某些类型的快肌纤维随衰老而减少的现象特别明显。但这项研究同时首次发现，肌肉本身有几种代偿机制，比如有些慢肌纤维会开始表达快肌纤维特有的基因，剩余的快肌纤维会加速再生。这些代偿机制都有助于减少快肌纤维的缺失。肌肉干细胞的衰老也是研究人员关注的重点之一，因为这类细胞是修复肌肉损伤、产生新肌肉的关键。结果显示，老年样本的肌肉干细胞中，控制核糖体的基因的活性较低，正是这类变化让细胞修复和再生肌纤维的能力随着年龄增长而降低。此外，肌肉微环境中的非肌肉细胞群体会随着衰老产生更多的促炎因子，如CCL2、CCL3等，把更多免疫细胞吸引到肌肉处，加剧肌肉在老化过程中的衰退。伴随着衰老，神经控制肌肉的连接点（即“神经肌肉接头”）也会减少。但图谱显示，肌纤维中的特殊细胞核群有助于重建神经肌肉接头。进一步实验证实了这些细胞核在维持肌肉功能方面有不可或缺的重要性。
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中山大学的张宏波教授是此次研究的共同通讯作者，他指出，尽管肌肉受到衰老的影响，但新研究提供了丰富的细节揭示如何让肌肉尽量长久地维持功能。这项研究是人类细胞图谱项目的一部分，该项目负责人、论文的共同通讯作者Sarah Teichmann博士评论说，“这些有关健康骨骼肌老化的新见解，将有助于世界各地的研究人员探索新的方法来对抗炎症、促进肌肉再生、保持神经连接等。参考资料
[1] Kedlian, V.R., Wang, Y., Liu, T. et al. Human skeletal muscle aging atlas. Nat Aging (2024). https://doi.org/10.1038/s43587-024-00613-3
[2] Muscle Cell Atlas to Strengthen Research into Age-Related Deterioration. Retrived Apr. 18, 2024 from https://www.genengnews.com/topics/translational-medicine/muscle-cell-atlas-to-strengthen-research-into-age-related-deterioration/
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