Nature Aging：中山大學張宏波團隊繪製人類骨骼肌衰老圖譜

撰文丨王聰

編輯丨王多魚

排版丨水成文

隨着年齡的增長，我們的肌肉會逐漸衰弱。這會影響我們完成日常活動，比如站立和行走的能力。對一些人來說，肌肉的流失會進一步惡化，導致跌倒、行動不便、喪失自主能力，並引發一種名爲肌少症（Sarcopenia）的疾病。然而，我們的肌肉會隨着時間的推移而逐漸衰弱的原因，一直不完全清楚。

2024年4月15日，中山大學張宏波教授聯合劍橋大學、桑格研究所的研究團隊，在Nature Aging期刊發表了題爲：Human skeletal muscle aging atlas 的研究論文。

該研究聯合應用單細胞-單核轉錄組測序技術，建立起跨越成年人類全年齡段的骨骼肌衰老整合圖譜，解析了基於不同細胞類型及其協調互作的多項骨骼肌衰老關鍵調控機制。

值得一提的是，這是首個人類衰老肌肉全面圖譜，有助於我們在細胞和分子水平上更好地瞭解肌肉隨着衰老而發生的變化，以及如何對抗其影響。

該研究運用單細胞和單核轉錄組測序技術及先進的成像技術分析了17名年齡在20-75歲之間的個體的整個成年期的骨骼肌樣本。通過比較這些結果，爲理解年齡相關肌肉變化背後的許多複雜過程提供了新見解。該研究還揭示了新的細胞類型，這些細胞可能解釋了爲什麼有些肌肉纖維比其他纖維衰老得更快。該研究還發現了肌肉用來對抗衰老的補償機制。這些發現爲未來開發改善肌肉健康和生活質量的療法和干預措施提供了新途徑。這項研究是國際人類細胞圖譜（Human Cell Atlas）計劃的一部分，該計劃旨在繪製人體中每一種細胞類型，以改變對健康和疾病的理解。

具體來說，該研究發現，控制核糖體的基因在老年人肌肉乾細胞中的活性較低。這會降低細胞修復和再生肌肉纖維的能力。此外，這些骨骼肌樣本中的非肌肉細胞羣體產生了更多的一種名爲CCL2的促炎分子，吸引了免疫細胞進入肌肉組織，從而加劇了年齡相關的肌肉退化。

單細胞和單核骨骼肌衰老圖譜

該研究還觀察到一種特定的快縮型肌纖維亞型 （爆發性肌肉表現的關鍵） 的年齡相關性喪失。該研究還首次發現肌肉的一些代償機制似乎可以彌補這種損失，包括慢縮型肌纖維的轉變，以表達損失的快縮型肌纖維的特徵基因，以及增加剩餘快縮型肌纖維亞型的再生。該研究還在肌肉纖維中發現了專門的細胞核羣，這些細胞核羣有助於重建神經和肌肉之間的連接，這些連接隨着年齡的增長而下降。在實驗室培養的人類肌肉細胞中進行的基因敲除實驗證實了這些細胞核在維持肌肉功能方面的重要性。

這項研究通過對肌肉衰老的研究，揭示了以前未知的細胞衰老機制。論文共同通訊作者張宏波教授表示， 在中國、英國和其他國家，我們都面臨着人口老齡化的問題，但我們對衰老過程本身的理解仍然有限。而現在，我們對肌肉如何在衰老的影響下儘可能長時間地保持功能有了詳細的瞭解。

總的來說，這些對於健康骨骼肌衰老的新見解，有助於進一步探索對抗炎症、促進肌肉再生、保持神經連通性的新方法。這些發現對於開發針對肌肉衰老的治療策略具有巨大潛力，有助於促進健康衰老。

論文鏈接：

https://www.nature.com/articles/s43587-024-00613-3