肌肉細(xì)胞的細(xì)胞核遷移也可促進(jìn)受損肌肉的自我修復(fù)

　　眾所周知，肌肉再生是通過(guò)一個(gè)復(fù)雜的過(guò)程，涉及幾個(gè)步驟，并依賴于肌肉干細(xì)胞（也稱為衛(wèi)星細(xì)胞）。如今，來(lái)自西班牙龐培法布拉大學(xué)、瓦倫西亞大學(xué)和葡萄牙里斯本大學(xué)醫(yī)學(xué)院的研究人員描述了生理性損傷后肌肉再生的一種新機(jī)制，它不依賴于肌肉干細(xì)胞，但依賴于肌肉細(xì)胞的細(xì)胞核重新排列。這種保護(hù)機(jī)制為更廣泛地理解生理和疾病中的肌肉修復(fù)開(kāi)辟了道路。相關(guān)研究結(jié)果發(fā)表在2021年10月15日的Science期刊上，論文標(biāo)題為“Muscle repair after physiological damage relies on nuclear migration for cellular reconstruction”。

　　對(duì)運(yùn)動(dòng)很重要的骨骼肌組織是由擁有一個(gè)以上細(xì)胞核的細(xì)胞形成的，這在人體中幾乎是一個(gè)獨(dú)特的特征。盡管肌肉細(xì)胞具有可塑性，但它們的收縮也會(huì)伴隨著肌肉的損傷。論文通訊作者、龐培法布拉大學(xué)研究員、里斯本大學(xué)醫(yī)學(xué)院分子醫(yī)學(xué)研究所研究員William Roman解釋說(shuō)，“即使在生理?xiàng)l件下，再生對(duì)于肌肉承受收縮的機(jī)械壓力也是至關(guān)重要的，畢竟肌肉收縮往往會(huì)導(dǎo)致細(xì)胞損傷。”

　　雖然近幾十年來(lái)對(duì)肌肉再生進(jìn)行了調(diào)查，但大多數(shù)研究都集中在涉及包括肌肉干細(xì)胞在內(nèi)的其他細(xì)胞的機(jī)制上，其中肌肉干細(xì)胞在廣泛的肌肉損傷后是肌肉再生所必需的。

　　論文共同作者、龐培法布拉大學(xué)小組負(fù)責(zé)人Pura Mu?oz-Cánoves說(shuō)，“在這項(xiàng)研究中，我們發(fā)現(xiàn)了一種替代性的肌肉細(xì)胞自主的再生機(jī)制。”這些作者使用不同的體外損傷模型以及小鼠和人類的運(yùn)動(dòng)模型，發(fā)現(xiàn)在受傷后，細(xì)胞核被吸引到損傷部位，加速了稱為肌纖維的收縮單元（contractile unit）的修復(fù)。”

　　接下來(lái)，這些作者分析了他們觀察到的這種分子機(jī)制：“我們?cè)趯?shí)驗(yàn)室用肌肉細(xì)胞進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)表明，細(xì)胞核向損傷部位的移動(dòng)導(dǎo)致了mRNA分子的局部遞送。這些mRNA分子在損傷部位被翻譯成蛋白，作為用于肌肉修復(fù)的構(gòu)成單元。這一發(fā)現(xiàn)代表了肌肉生物學(xué)、生理學(xué)和肌肉功能障礙理解上的一個(gè)重要進(jìn)展。”

　　具體而言，這些作者發(fā)現(xiàn)在小鼠和人類中，運(yùn)動(dòng)所經(jīng)歷的局部肌肉損傷會(huì)激活一種不依賴于肌肉干細(xì)胞的肌纖維自我修復(fù)機(jī)制。小鼠肌肉損傷觸發(fā)了涉及鈣離子、Cdc42和磷酸激酶C的信號(hào)級(jí)聯(lián)反應(yīng)，并通過(guò)微管和動(dòng)力蛋白（dynein）將肌肉細(xì)胞的細(xì)胞核吸引到受損部位。這些細(xì)胞核的移動(dòng)加速了肌纖維的修復(fù)，并在局部遞送mRNA以進(jìn)行細(xì)胞重建。肌纖維自我修復(fù)是一種細(xì)胞自主的保護(hù)機(jī)制，代表了理解健康和疾病中肌肉結(jié)構(gòu)恢復(fù)的一種替代性模式。

　　除了對(duì)肌肉研究的影響之外，這項(xiàng)研究還為細(xì)胞生物學(xué)引入了更普遍的概念，比如細(xì)胞核向損傷部位的移動(dòng)。論文共同作者、里斯本大學(xué)醫(yī)學(xué)院分子醫(yī)學(xué)研究所的Edgar R. Gomes教授說(shuō)，“肌肉細(xì)胞中最吸引人的東西之一是它們的細(xì)胞核在發(fā)育過(guò)程中的移動(dòng)，畢竟細(xì)胞核是細(xì)胞內(nèi)**的細(xì)胞器，但細(xì)胞核移動(dòng)的原因在很大程度上是未知的。如今，我們顯示了這一現(xiàn)象在成年后的細(xì)胞修復(fù)和再生過(guò)程中的功能相關(guān)性。”