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骨骼肌占人体体重的40%左右,它不仅是运动器官,还是关键的内分泌器官。运动时肌肉分泌的数百种肌因子(Myokines)具有抑制慢性炎症和调节多器官代谢的作用 。然而伴随衰老,人体肌肉逐渐萎缩,同时骨质疏松、系统性炎症等问题也与肌肉萎缩相互影响,老年人难以进行有效的运动,骨骼肌流失成为阻碍健康的一大门槛。
近期,《自然·衰老》杂志发表了来自中国科学院动物研究所黄仕强、中国人民解放军总医院尹鹏滨团队的论文,研究者们首次开发了基于自体体外分化肌细胞的皮下收缩肌移植(Myograft)技术,在小鼠皮下成功构建出能长期存活、规律自主收缩且高度血管化的肌肉组织,实现了全身性的抗衰老与代谢改善益处。
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研究者首先从小鼠股四头肌分离纯化肌肉干细胞(MuSC),在体外分化为肌细胞,并进行活体生物发光标记以便监测。
在4℃下,将6×106个肌细胞重悬于400 μl 60%基质胶中,注射至小鼠背部皮下空间。发光成像证实,移植肌细胞不迁移、不发瘤,稳定存活≥81天,发育为排列整齐的成熟肌纤维,并表现出持久的自发规律性收缩。
在年轻小鼠中进行移植实验,移植90天后,年轻小鼠远端后肢腓肠肌纤维直径和横截面积显著增大 。胫骨前肌中脂质蓄积标志Plin1与慢性炎症基因Ifnγ显著下调。血常规表明白细胞及中性粒细胞数降低,淋巴细胞占比上升,全身炎症张力降低;血清丙氨酸氨基转移酶(ALT)和乳酸脱氢酶(LDH)亦明显下调,整体健康水平提升。
在1.5岁衰老小鼠中进行移植实验,可见明显的去衰老效应。
MRI显示,移植8周后,衰老小鼠瘦体重百分比显著升高。15周后系统评估表明,小鼠骨骼肌中衰老特异性的中央核肌纤维数量显著减少,小鼠的标准化握力和跑步距离大幅提升,胫骨骨密度显著升高,延缓了骨质疏松。
衰老小鼠肝脏中衰老标志物SA-β-gal阳性面积、胶原纤维沉积及Col1a1表达显著减少,肝巨噬细胞富集显著降低,转氨酶ALT降低约 20%(而对照组由于衰老上升20%);血清中多种促炎因子水平显著降低。
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Y迷宫测试显示移植组对新臂探索时间显著延长,衰老小鼠海马区变性神经元显著减少,认知明显改善。此外,外耳廓2 mm穿孔的伤口修复速度显著加快。小鼠的全身代谢也有所提升,能量消耗增加、呼吸交换比降低,表明脂肪酸氧化显著提升。
肌细胞移植还能显著改善高脂饮食诱导的小鼠肥胖和代谢障碍,减少脂质积累,提升运动能力。
经分析发现,肌细胞移植带来的全面健康改善,源自于年轻肌纤维的独特内分泌属性。体外扩增重新发育的肌纤维,避开了宿主成熟肌纤维积累的衰老相关分泌表型,表现出极强的内分泌和蛋白质合成活性。
移植肌细胞高表达并释放多种肌因子,上调远端靶器官中抗炎基因的表达,重塑了机体代谢和免疫稳态。
骨骼肌细胞也是十分优秀的蛋白质药物递送载体。研究者测试了其治疗甲状旁腺功能减退、递送生长激素等的表现,均取得了一定的成果。
研究者指出,肌细胞移植能够规避干细胞治疗的安全隐患,充分释放皮下肌肉作为新型内分泌器官的抗衰与代谢调节潜能,为未来延缓全身衰老及治疗内分泌缺乏性疾病开辟了崭新路径。作为一种运动模拟疗法,肌细胞移植也有潜力用于对抗GLP-1类似物引发的肌肉流失副作用。
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参考资料:
[1]Liu, X., Yao, Z., Zhang, L. et al. Contractile myografts confer systemic anti-aging benefits. Nat Aging (2026). https://doi.org/10.1038/s43587-026-01190-3
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本文作者丨代丝雨
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