Sci Adv | “动起来”—运动帮助肌细胞抵御慢性炎症

责编 | 酶美

人体骨骼肌由数以千计且具有收缩功能的肌细胞组成，对维持生命至关重要。健康的骨骼肌具有强大的再生能力，通过低水平炎症反应激活、增殖和分化肌肉干细胞进行组织再生与重建，来应对轻微损伤。但过度的免疫反应释放的炎症因子会导致一些慢性炎症性疾病，如风湿性关节炎和肌少症，同时通常会伴随着肌肉萎缩和收缩能力不足。对于近期爆发的新冠肺炎，导致部分患者死亡的细胞因子风暴同样是由于过度的炎症反应。运动锻炼有益身心健康，同时具有一定抗炎作用，但其作用机理尚不明确。

近日，来自美国杜克大学的Nenad Bursac团队（第一作者为陈朝伟博士，现已回国并加入中科院分子细胞科学卓越创新中心曾艺团队工作）在Science Advances杂志上发表文章Exercise mimetics and JAK inhibition attenuate IFN-γ–induced wasting in engineered human skeletal muscle，利用实验室培养的工程化骨骼肌肌肉组织证明，肌细胞在运动时能有效抵御慢性炎症带来的肌肉萎缩。

该团队首先证实，干扰素γ（IFN-γ，一种重要的促炎细胞因子）会导致工程化肌肉的肌细胞结构改变和收缩功能的下降。然后，研究人员在使用干扰素γ的同时使用一对电极来刺激肌肉收缩以模拟人体锻炼的效果。他们发现电刺激可以通过抑制JAK-STAT1的信号通路使干扰素γ带来的负面效果几乎全部消除。进一步的研究发现而用于治疗风湿性关节炎的两种JAK抑制剂，托法替尼（tofacitinib）和巴利替尼（baricitinib），可以完全阻断干扰素γ的负面影响。

在运动的过程中，机体发生了许多生物过程，虽然之前对人类和动物的研究表明，通常情况下，运动可以帮助缓解炎症的影响，但很难区分哪些系统和细胞在运动的人体内做了什么，同时肌肉细胞自身在其中扮演了什么角色。这项研究不仅证实了干扰素γ主要通过一种特定的信号途径发挥作用，还表明运动的肌肉细胞可以直接对抗这种促炎症信号，而不依赖于其他细胞类型或组织。这些结果表明，工程化肌肉在发现疾病的新机制和潜在治疗方法具有宝贵的价值。或许通过工程化肌肉，可以帮助研究什么样的运动水平和方式可以有效地对抗慢性炎症，同时不会给细胞造成过度压力。

原文链接：

https://advances.sciencemag.org/content/7/4/eabd9502

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