陳昱圻 郭昌龍 袁國(guó)紅 高建恩 馬旭，2

(1國(guó)家衛(wèi)生健康委員會(huì)科學(xué)技術(shù)研究所 國(guó)家人類遺傳資源中心，北京 100081；2北京協(xié)和醫(yī)學(xué)院研究生院)

骨骼肌是由單核成肌細(xì)胞融合而成的多核肌纖維組成，肌纖維組織通過收縮產(chǎn)生力量和運(yùn)動(dòng)。骨骼肌中含有大量處于靜息狀態(tài)的肌源性干細(xì)胞(MDSCs)，位于肌纖維質(zhì)膜和基底膜之間，被稱為衛(wèi)星細(xì)胞，這些細(xì)胞對(duì)于骨骼肌的再生能力至關(guān)重要〔1〕。一旦機(jī)體發(fā)生損傷，衛(wèi)星細(xì)胞就會(huì)停止靜息狀態(tài)，開始增殖，并產(chǎn)生大量肌源性祖細(xì)胞，這些祖細(xì)胞進(jìn)一步參與肌源性活動(dòng)，生成新的肌纖維并取代受損的組織〔2〕。肌纖維的生長(zhǎng)、穩(wěn)態(tài)和修復(fù)都依賴于衛(wèi)星細(xì)胞，該細(xì)胞獨(dú)特的生長(zhǎng)環(huán)境使衛(wèi)星細(xì)胞池得以維持，滿足骨骼肌功能和修復(fù)的需求，但這種肌再生能力在很大程度上受衰老程度的影響，由于衰老機(jī)體局部環(huán)境發(fā)生改變引起骨骼肌功能減弱甚至喪失。

隨著人口老齡化發(fā)展，在65歲以上的人群中高度流行一種進(jìn)行性、廣泛性的骨骼肌疾病，稱為骨骼肌減少癥〔3，4〕。臨床表現(xiàn)為肌肉質(zhì)量和功能的加速喪失，導(dǎo)致骨骼肌功能下降，發(fā)展到衰弱階段還會(huì)導(dǎo)致跌倒，甚至死亡等不良后果〔3〕，伴隨骨骼肌的衰老，其衛(wèi)星細(xì)胞庫(kù)的規(guī)模也在縮小，僅有一小部分衛(wèi)星細(xì)胞在骨骼肌肉中存活到高齡。然而，即使其存在，這些衛(wèi)星細(xì)胞也有功能缺陷，破壞了維持肌肉再生的能力。衛(wèi)星細(xì)胞數(shù)量的下降發(fā)生在肌肉衰老的早期階段，由于其微環(huán)境的變化和細(xì)胞自身內(nèi)在的改變共同干擾了細(xì)胞靜止、增殖和凋亡之間的平衡〔5〕。

近幾年，肌少癥已經(jīng)成為研究的熱點(diǎn)，但肌少癥的發(fā)病機(jī)制復(fù)雜，至今仍不明確，盡管自衛(wèi)星細(xì)胞發(fā)現(xiàn)以來取得了顯著的進(jìn)展，但研究人員仍在尋找具有產(chǎn)肌能力的替代細(xì)胞或藥物，從而使患者得到更好的診斷和治療，為骨骼肌減少癥治療發(fā)展提供更好的途徑。

1 骨骼肌衛(wèi)星細(xì)胞

1.1骨骼肌衛(wèi)星細(xì)胞的定義 衛(wèi)星細(xì)胞在許多脊椎動(dòng)物物種中也均有發(fā)現(xiàn)〔2〕。1961年，Muaor〔6〕首次從青蛙骨骼肌纖維中分離出來，由于這類細(xì)胞位置及排列方式好似肌纖維的衛(wèi)星，因而得名肌衛(wèi)星細(xì)胞。由于衛(wèi)星細(xì)胞不僅能產(chǎn)生分化的子代，還能通過自我更新來維持自身的種群，故可將其歸類為MDSCs。

1.2骨骼肌衛(wèi)星細(xì)胞的標(biāo)記和識(shí)別 在成人骨骼肌中，幾乎大部分的衛(wèi)星細(xì)胞都表達(dá)成對(duì)結(jié)構(gòu)域轉(zhuǎn)錄因子Pax7〔7〕和Pax3〔6〕，肌源調(diào)節(jié)因子Myf5〔8,9〕，同源盒轉(zhuǎn)錄因子Barx2〔10〕，細(xì)胞黏連蛋白M-cadherin〔11〕、核纖層蛋白(Lamin A/C)和核骨架蛋白(Emerin)〔12〕、受體酪氨酸激酶c-Met〔13〕、NCAM〔14〕、細(xì)胞表面附著受體a7-Intergin〔12，15〕、CD34〔9〕、跨膜硫酸乙酰肝素蛋白多糖(Syndecan)-3和 Syndecan-4〔14，16〕，趨化因子受體CXCR4〔17〕等，但其中最典型且應(yīng)用最廣泛的標(biāo)志物還是Pax7。

根據(jù)不同的基因表達(dá)模式，可以將衛(wèi)星細(xì)胞子代與其靜止祖細(xì)胞區(qū)分開來〔1，2〕，靜止的衛(wèi)星細(xì)胞通常表達(dá)Pax7，從衛(wèi)星細(xì)胞被激活到增殖階段均共表達(dá)Pax7和成肌分化蛋白(MyoD)〔7，18〕，當(dāng)細(xì)胞進(jìn)入分化階段時(shí)，Pax7表達(dá)下降，肌原蛋白標(biāo)志物肌細(xì)胞生成素(Myogenin)表達(dá)上調(diào)。Day等〔19〕于2007年提出了一種基于Nestin基因調(diào)控元件驅(qū)動(dòng)的GFP表達(dá)的衛(wèi)星細(xì)胞定位、分離和基因表達(dá)分析的新方法。巢蛋白-綠色熒光蛋白(Nestin-GFP)轉(zhuǎn)基因小鼠即由Nestin基因的調(diào)控元件驅(qū)動(dòng)GFP表達(dá)，最初是為了追蹤神經(jīng)干細(xì)胞而開發(fā)的，但隨后的研究發(fā)現(xiàn)衛(wèi)星細(xì)胞在所有檢測(cè)的肌肉群中都有很強(qiáng)的GFP表達(dá)。該特性使得衛(wèi)星細(xì)胞在新分離的肌纖維中即可檢測(cè)到，但Nestin-GFP的表達(dá)在衛(wèi)星細(xì)胞激活后下降，在肌原細(xì)胞培養(yǎng)后期通過非增殖的Pax7陽(yáng)性細(xì)胞后代重新獲得。這種表達(dá)模式的動(dòng)態(tài)變化反映了衛(wèi)星細(xì)胞自我更新的周期。

1.3骨骼肌衛(wèi)星細(xì)胞的異質(zhì)性 研究發(fā)現(xiàn)，衛(wèi)星細(xì)胞存在功能異質(zhì)性，其并非都具有干細(xì)胞特征，在衛(wèi)星細(xì)胞庫(kù)中存在不同的群體，來自不同肌肉的衛(wèi)星細(xì)胞不僅在增殖率、克隆能力、分化程度和速率、自我更新能力等方面表現(xiàn)出異質(zhì)性，而且在同一肌肉的衛(wèi)星細(xì)胞之間也存在這些差異，且各群體中的衛(wèi)星細(xì)胞均對(duì)肌再生能力有一定的影響。Marg等〔20〕在移植研究中發(fā)現(xiàn)在骨骼肌衛(wèi)星細(xì)胞群體中，尚存在一種Pax7陰性的人肌源性細(xì)胞集落，同樣具有很高的肌再生潛力，且對(duì)肌源性標(biāo)志物結(jié)蛋白(Desmin)和Myf5呈陽(yáng)性，將該細(xì)胞移植到小鼠體內(nèi)后，移植的Pax7陰性細(xì)胞重新填充了衛(wèi)星細(xì)胞的生態(tài)位，并重新表達(dá)Pax7。

2 老年個(gè)體中肌衛(wèi)星細(xì)胞的特點(diǎn)

老年肌肉是典型的衰老組織，其特征是脂肪組織浸潤(rùn)、組織纖維化、毛細(xì)血管擴(kuò)張減少及慢性炎癥的產(chǎn)生。這些變化將導(dǎo)致肌纖維的大小和數(shù)量逐漸減少，被認(rèn)為是肌肉質(zhì)量、橫截面積和力量逐漸減少的主要原因，這種現(xiàn)象被稱為肌肉減少癥〔3〕。

衛(wèi)星細(xì)胞對(duì)骨骼肌的穩(wěn)態(tài)和再生是至關(guān)重要的，在衰老過程中，骨骼肌逐漸減少，肌力和耐力下降，甚至發(fā)生肌肉萎縮，這些現(xiàn)象均與衛(wèi)星細(xì)胞數(shù)量有一定關(guān)系，F(xiàn)ry等〔21〕利用Pax7CreER-DTA 轉(zhuǎn)基因模型小鼠模擬骨骼肌衛(wèi)星細(xì)胞耗盡的狀態(tài)，證實(shí)在衛(wèi)星細(xì)胞減少情況下，確實(shí)會(huì)對(duì)肌再生能力產(chǎn)生影響，但不會(huì)加速或加劇肌少癥，衛(wèi)星細(xì)胞在衰老過程中對(duì)維持肌肉大小或纖維類型組成有一定作用，且細(xì)胞外基質(zhì)的增加表明隨年齡增長(zhǎng)，衛(wèi)星細(xì)胞的丟失可能導(dǎo)致纖維化。

3 導(dǎo)致衰老機(jī)體骨骼肌衛(wèi)星細(xì)胞變化的因素

老年骨骼肌再生功能的下降與衛(wèi)星細(xì)胞功能的改變密切相關(guān)。從數(shù)量上看，老年個(gè)體骨骼肌中衛(wèi)星細(xì)胞池?cái)?shù)量明顯下降，從功能上看，來源于老年供體的肌衛(wèi)星細(xì)胞增殖、分化形成成熟肌纖維的能力存在顯著缺陷，與年輕個(gè)體相比，老年個(gè)體衛(wèi)星細(xì)胞會(huì)延遲進(jìn)入活化期，且活化標(biāo)志物明顯減少。肌衛(wèi)星細(xì)胞的分化能力也隨年齡增長(zhǎng)有明顯下降。老年機(jī)體的肌衛(wèi)星細(xì)胞融合指數(shù)下降，限制了肌管融合形成肌纖維的過程，且在老化過程中，肌衛(wèi)星細(xì)胞的異質(zhì)性也在增加。

3.1宿主微環(huán)境對(duì)衛(wèi)星細(xì)胞的影響 肌衛(wèi)星細(xì)胞外環(huán)境包括肌纖維外多種類型的細(xì)胞和細(xì)胞外基質(zhì)，通過分泌營(yíng)養(yǎng)因子、細(xì)胞因子及細(xì)胞間相互作用影響肌肉再生。在衰老過程中細(xì)胞外環(huán)境改變可影響衛(wèi)星細(xì)胞的功能及增殖分化能力，已有實(shí)驗(yàn)通過將衰老的細(xì)胞移植至年輕的環(huán)境，使細(xì)胞的增殖分化能力得到恢復(fù)。Zhou等〔22〕通過從年輕供體大鼠肌肉前體細(xì)胞(YMPCs)和成年供體大鼠肌肉前體細(xì)胞(AMPCs)中提取熒光標(biāo)記的MPCs分別移植到年輕、成年和老年大鼠的脛骨前肌中，從而研究年齡對(duì)移植后MPC存活、分化和組織再生的差異影響，結(jié)果表明，YMPCs在成熟肌纖維中的整合和成熟取決于宿主微環(huán)境的年齡；而AMPCs的整合和成熟較少依賴于年齡，更多依賴于細(xì)胞的內(nèi)在變化。這些數(shù)據(jù)表明，宿主微環(huán)境和移植細(xì)胞的年齡在細(xì)胞治療中至關(guān)重要。

3.2線粒體功能受損對(duì)衛(wèi)星細(xì)胞的影響 隨著年齡的增長(zhǎng)，骨骼肌中線粒體活性氧的產(chǎn)生增加，導(dǎo)致與年齡相關(guān)的肌肉質(zhì)量和功能的喪失。對(duì)大鼠和非人靈長(zhǎng)類動(dòng)物的研究表明，線粒體DNA (mtDNA)的突變和缺失在老化的骨骼肌纖維中明顯增加，而這些突變?cè)诩∩侔Y易感者的肌肉中更為常見，在骨骼肌中，線粒體DNA缺失突變可能是肌肉萎縮和功能活動(dòng)下降的一種機(jī)制。Wang等〔23〕利用一種線粒體DNA雙鏈斷裂(DSBs)轉(zhuǎn)基因小鼠模型，研究了線粒體DNA損傷在肌肉萎縮中的作用，發(fā)現(xiàn)線粒體DNA短暫的、系統(tǒng)的雙鏈斷裂將導(dǎo)致小鼠晚年肌肉萎縮，運(yùn)動(dòng)能力下降，且隨著年齡的增長(zhǎng)，衛(wèi)星細(xì)胞數(shù)量明顯減少，肌肉再生及修復(fù)的能力都明顯下降。因此，系統(tǒng)性線粒體功能受損可能會(huì)優(yōu)先影響衛(wèi)星細(xì)胞庫(kù)，從而導(dǎo)致肌肉質(zhì)量下降，最終導(dǎo)致肌少癥的發(fā)生。

3.3免疫系統(tǒng)對(duì)衛(wèi)星細(xì)胞的影響 免疫系統(tǒng)的衰老通過多種機(jī)制對(duì)肌肉衰老和肌少癥起著重要的調(diào)節(jié)作用，包括對(duì)衛(wèi)星細(xì)胞增殖和表型轉(zhuǎn)換的調(diào)節(jié)，尤其是巨噬細(xì)胞，在調(diào)節(jié)肌肉生長(zhǎng)和再生方面具有重要作用。此外，在衰老過程中，免疫系統(tǒng)的功能也會(huì)發(fā)生變化，這表明在衰老過程中，肌肉細(xì)胞和免疫系統(tǒng)之間的調(diào)節(jié)相互作用也會(huì)發(fā)生變化，且免疫系統(tǒng)的老化足以引起衛(wèi)星細(xì)胞數(shù)量的減少，并使衛(wèi)星細(xì)胞向纖維形成表型轉(zhuǎn)變。

慢性炎癥因子被認(rèn)為是衰老和老年性疾病的潛在機(jī)制，可能是正常衰老和老年性病理過程之間的橋梁〔24〕，與年齡相關(guān)的細(xì)胞內(nèi)氧化還原平衡的破壞似乎是導(dǎo)致慢性低度炎癥的主要原因。在老年人中，炎性細(xì)胞因子升高，可能會(huì)抑制衛(wèi)星細(xì)胞的分化，從而導(dǎo)致肌肉質(zhì)量下降，肌肉力量緩慢而漸進(jìn)的喪失，隨后導(dǎo)致肌少癥。

有數(shù)據(jù)表明，在衰老過程中促炎因子〔如腫瘤壞死因子(TNF)-a、白細(xì)胞介素(IL)-1β、IL-6、環(huán)氧化酶(COX)-2、誘導(dǎo)型一氧化氮合酶(iNOS)〕將持續(xù)上調(diào)，因?yàn)槟挲g相關(guān)的氧化還原失衡激活了許多促炎信號(hào)通路，包括核因子(NF)-κB信號(hào)通路。在老年骨骼肌的氧化應(yīng)激和慢性炎癥過程中，一些主要的信號(hào)通路被激活或失活。這些途徑與蛋白質(zhì)合成分解失衡、線粒體功能障礙及細(xì)胞凋亡有關(guān)，將導(dǎo)致纖維萎縮和纖維損失〔25〕。

Wang等〔26〕在一組實(shí)驗(yàn)中將年齡不匹配的供體和受體小鼠進(jìn)行骨髓移植，以測(cè)試免疫系統(tǒng)年齡對(duì)肌肉老化的影響，他們將年輕的骨髓細(xì)胞移植到年老的受者體內(nèi)，則肌肉纖維表型改變的情況得以改善。將老的骨髓細(xì)胞移植到年輕的動(dòng)物體內(nèi)，衛(wèi)星細(xì)胞的數(shù)量有所減少，衛(wèi)星細(xì)胞向纖維形成表型轉(zhuǎn)變，證明年輕骨髓細(xì)胞釋放的因子在體外更有利于肌管的分化。

3.4Notch信號(hào)通路對(duì)衛(wèi)星細(xì)胞的影響 Notch信號(hào)通路是大多數(shù)多細(xì)胞生物中高度保守的細(xì)胞信號(hào)系統(tǒng)〔27〕。Notch信號(hào)在胚胎和成體發(fā)育過程中，對(duì)增殖、干細(xì)胞維持和分化等許多基本細(xì)胞過程的調(diào)控中起著關(guān)鍵作用。Notch信號(hào)通路包含Notchl、Notch2、Notch3、Notch4四種受體和Delta-like1、Delta-like3、Delta-like4、Jagged1、Jagged2五種配體〔26〕。

Carey等〔28〕在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)與年輕男性(18～25歲) 相比，老年男性(60～75歲) 肌肉活檢中Notch1、Jagged1、Numb和Delta-like1的表達(dá)明顯降低，這表明Notch可調(diào)節(jié)因年齡增長(zhǎng)而受損的肌肉質(zhì)量。

Aoyama等〔29〕對(duì)受傷肌肉進(jìn)行分析，結(jié)果顯示，隨著年齡的增長(zhǎng)，衛(wèi)星細(xì)胞祖細(xì)胞的增殖和產(chǎn)生肌再生所需的成肌細(xì)胞的能力明顯減弱，是由于Delta上調(diào)信號(hào)不足，導(dǎo)致對(duì)Notch1的激活信號(hào)減弱，從而喪失骨骼肌再生潛能，因此，Notch信號(hào)是肌肉再生潛能隨年齡下降的決定因素。Notch信號(hào)通過與Syndecan3協(xié)同調(diào)控衛(wèi)星細(xì)胞的靜息和增殖，并通過與Wnt/β-catenin信號(hào)影響細(xì)胞的不對(duì)稱分裂，從而發(fā)揮關(guān)鍵作用〔28〕。

3.5Wnt信號(hào)通路對(duì)衛(wèi)星細(xì)胞的影響 Wnt 信號(hào)通路是一種古老的、進(jìn)化上保守的通路〔30〕，研究發(fā)現(xiàn)在許多物種的胚胎發(fā)生過程中，Wnt 信號(hào)通路可以調(diào)節(jié)細(xì)胞增殖、命運(yùn)和運(yùn)動(dòng)〔31〕。

Dhoot等〔32〕曾在實(shí)驗(yàn)中證明衰老肌肉中QSulf1酶可以激活Wnt信號(hào)通路，從而調(diào)節(jié)肌肉的發(fā)育和再生。Patel等〔33〕使用Wnt1、Wnt2、Wnt3a、Wnt4、Wnt6和Wnt7a配體的抗體對(duì)28月齡的腓腸肌和6月齡的腓腸肌Wnt信號(hào)的激活進(jìn)行比較，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明這些配體水平在28月齡的老年肌肉中均有升高，Wnt配體均被激活。

Brack等〔34〕在研究中發(fā)現(xiàn)老年小鼠的肌肉干細(xì)胞(衛(wèi)星細(xì)胞)在開始增殖時(shí)，傾向于從肌原性向纖維原性轉(zhuǎn)變，而這種轉(zhuǎn)變被證實(shí)與衰老肌原細(xì)胞中典型Wnt信號(hào)通路的激活有關(guān)，并且可以被Wnt抑制劑抑制，由此判斷Wnt信號(hào)通路在肌肉干細(xì)胞的衰老和伴隨衰老的組織纖維化的增加方面發(fā)揮關(guān)鍵作用〔35〕。

4 延緩肌衛(wèi)星細(xì)胞衰老、改善衰老肌肉功能手段的研究

目前，肌衛(wèi)星細(xì)胞抗衰老的研究主要集中在：骨骼肌衛(wèi)星細(xì)胞的移植、間充質(zhì)干細(xì)胞的移植、誘導(dǎo)多能干細(xì)胞的干預(yù)及抗衰老藥物和抗衰老因子的干預(yù)和治療等。

4.1干細(xì)胞的干預(yù)和治療

4.1.1骨骼肌衛(wèi)星細(xì)胞 Ishii等〔36〕在研究中發(fā)現(xiàn)骨骼肌衛(wèi)星細(xì)胞可以在靜止或激活狀態(tài)下被分離出來，在移植到宿主體內(nèi)后，這些細(xì)胞將重新填充衛(wèi)星細(xì)胞的生態(tài)位，參與未來的再生過程，實(shí)現(xiàn)自我更新。衛(wèi)星細(xì)胞在修復(fù)肌肉方面非常有效，單個(gè)纖維上的一小部分移植的衛(wèi)星細(xì)胞，甚至是通過熒光激活細(xì)胞分選得到的單個(gè)衛(wèi)星細(xì)胞，都可以產(chǎn)生幾千個(gè)肌核。 Feige等〔37〕已建立起一套可靠的方案用于肌肉干細(xì)胞的分離及移植，并有效測(cè)定干預(yù)對(duì)體內(nèi)肌肉干細(xì)胞增殖或分化的直接影響，該方法已被用于研究肌肉干細(xì)胞群的異質(zhì)性和治療干預(yù)對(duì)分離干細(xì)胞群的療效〔38〕。Hall等〔39〕證明與肌肉纖維相關(guān)的衛(wèi)星細(xì)胞的移植，加上誘發(fā)的肌肉損傷，顯著改變了年輕的成年宿主肌肉的環(huán)境，導(dǎo)致肌肉質(zhì)量、干細(xì)胞數(shù)量和力的產(chǎn)生幾乎終身增強(qiáng)。

4.1.2MDSCs 在骨骼肌的損傷、修復(fù)和維持中起重要作用的單能干細(xì)胞除了衛(wèi)星細(xì)胞外還有具有多向分化潛能的MDSCs，可分化成為成纖維細(xì)胞或腱細(xì)胞，在肌腱連接和肌肉相關(guān)肌腱損傷的修復(fù)中起著重要作用，因而MDSCs移植對(duì)肌損傷的修復(fù)具有很大的潛力。Parker等〔40〕通過在細(xì)胞培養(yǎng)板中包被Delta-1ext-IgG，以激活Notch信號(hào)通路以避免由于體外培養(yǎng)引起的細(xì)胞移植潛能降低的方式，建立了一套體外擴(kuò)增MDSCs的方法，并獲得了足夠數(shù)量的細(xì)胞進(jìn)行有效地肌肉移植，最終使移植的纖維數(shù)量顯著增加，提高了成肌細(xì)胞的移植水平，促進(jìn)肌肉再生。

4.1.3間充質(zhì)干細(xì)胞 非肌原性來源的細(xì)胞對(duì)肌肉再生同樣有益，來自骨髓或脂肪組織的間充質(zhì)基質(zhì)細(xì)胞可以通過旁分泌信號(hào)或免疫調(diào)節(jié)來刺激再生〔40〕。Maeda等〔41〕給肌營(yíng)養(yǎng)不良小鼠移植骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞，從骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞移植小鼠中分離出的單個(gè)肌纖維與非移植小鼠的肌纖維相比，肌纖維分裂明顯減少，說明移植顯著改善了異常再生，且移植模型小鼠較非移植模型小鼠衛(wèi)星細(xì)胞數(shù)量有明顯增加，證明骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞對(duì)小鼠肌肉再生有促進(jìn)作用。Wang等〔42〕的實(shí)驗(yàn)中為老年雄性C57BL/6J小鼠移植人臍帶沃頓膠間充質(zhì)干細(xì)胞，之后通過對(duì)小鼠全身肌力、耐力、腓腸肌質(zhì)量、肌肉橫截面積及炎癥因子等多方面比較，證實(shí)移植間充質(zhì)干細(xì)胞后，機(jī)體內(nèi)骨骼肌衛(wèi)星細(xì)胞被激活，減少細(xì)胞凋亡的比例及骨骼肌慢性炎癥的發(fā)生〔43〕。

4.1.4誘導(dǎo)多能干細(xì)胞(iPSCs) 誘導(dǎo)iPSCs技術(shù)可以使成年體細(xì)胞重新編程，并使其隨后向肌源性譜系發(fā)展，因而有學(xué)者嘗試研究利用iPSCs誘導(dǎo)的肌原性祖細(xì)胞進(jìn)行細(xì)胞移植進(jìn)行相關(guān)疾病治療的可能性〔44〕。Pax3/Pax7在分化PSCs中的條件表達(dá)使肌源性祖細(xì)胞的再生能力增強(qiáng)，且實(shí)驗(yàn)證明體外生成的iPSCs(衍生的肌源性祖細(xì)胞)中具有類似于胚胎肌母細(xì)胞的分子特征。然而，與胎兒成肌細(xì)胞相比，移植后其表現(xiàn)出更好的肌纖維植入和種子衛(wèi)星細(xì)胞生態(tài)位的能力，Pax3/pax7誘導(dǎo)的肌源性前體細(xì)胞iMPCs移植到成年肌肉環(huán)境后，其分子特征發(fā)生改變，功能成熟。

Rao等〔45〕通過在從hPSCs分化的近軸中胚層細(xì)胞中瞬時(shí)過表達(dá)Pax7來獲得誘導(dǎo)的iMPCs，且在優(yōu)化的三維培養(yǎng)條件下，來自多個(gè)hPSC系的iMPCs可再生地形成功能骨骼肌組織，其中包含排列整齊的多核肌管，當(dāng)移植到免疫缺陷小鼠的后肢肌肉時(shí)，骨骼肌組織逐漸血管化并維持功能〔42〕。

4.2抗衰老藥物及其他干預(yù)和治療

4.2.1Sirt1的干預(yù)作用 Sirt1是一種NAD+依賴的去乙酰化酶，與長(zhǎng)壽有關(guān)，具有抗衰老的作用。骨骼肌修復(fù)依賴于衛(wèi)星細(xì)胞，衛(wèi)星細(xì)胞功能隨年齡增長(zhǎng)而減弱，Sirt1過表達(dá)會(huì)增加老年小鼠肌肉修復(fù)和肌肉功能〔45〕。且有研究認(rèn)為Sirt1是骨骼肌基因表達(dá)的重要代謝調(diào)節(jié)因子〔46〕，當(dāng)Sirt1活性升高則可以促進(jìn)衛(wèi)星細(xì)胞的增殖。

Myers等〔46〕在實(shí)驗(yàn)中證實(shí)敲除衛(wèi)星細(xì)胞Sirt1基因的小鼠，其腓腸肌和比目魚肌雖然沒有明顯縮小，但其足底彎曲力明顯下降，且肌肉功能也受到了影響。由此證明，衛(wèi)星細(xì)胞中Sirt1的表達(dá)對(duì)骨骼肌功能發(fā)育和肌再生都具有重要意義〔47〕。

4.2.2白藜蘆醇的干預(yù)治療 白藜蘆醇是一種主要存在于葡萄中的多酚化合物。據(jù)報(bào)道，白藜蘆醇具有抗氧化，延長(zhǎng)生命及能量代謝調(diào)節(jié)作用〔48〕。研究發(fā)現(xiàn)，白藜蘆醇可以通過激活Sirt1，進(jìn)而調(diào)節(jié)其下游因子的表達(dá)與活性，發(fā)揮抗氧化、抗炎癥與抑凋亡等作用。Danz等〔49〕研究發(fā)現(xiàn)白藜蘆醇通過改變線粒體功能，激活 Sirt1通路來防止氧化應(yīng)激。另外，白藜蘆醇通過增強(qiáng) Sirt1表達(dá)進(jìn)而增加胰島素抵抗大鼠原代脂肪細(xì)胞的葡萄糖消耗和超氧化物歧化酶(SOD)含量，抑制丙二醛(MDA)的產(chǎn)生。

白藜蘆醇作為Sirt1的激活劑，被證實(shí)在老年大鼠后肢懸吊后恢復(fù)期使用可對(duì)后肢肌肉的衛(wèi)星細(xì)胞增殖有改善作用〔50〕，白藜蘆醇可以降低ROS水平，防止激活的衛(wèi)星細(xì)胞在壓力下數(shù)量和功能喪失，對(duì)靜止的衛(wèi)星細(xì)胞也有一定影響。

4.2.3Senolytics類藥物的藥物干預(yù)治療 隨著年齡的增長(zhǎng)，許多組織、慢性疾病相關(guān)的器官中衰老細(xì)胞會(huì)逐漸增多，且衰老細(xì)胞會(huì)持續(xù)存在，因?yàn)樗鼈儠?huì)分泌許多促炎和組織重塑分子，所以會(huì)對(duì)周圍細(xì)胞產(chǎn)生毒性。通過轉(zhuǎn)錄分析，研究人員發(fā)現(xiàn)，與癌細(xì)胞一樣，衰老細(xì)胞增加了“促生存網(wǎng)絡(luò)”的表達(dá)，從而幫助其抵抗細(xì)胞凋亡或程序性細(xì)胞死亡。

Senolytics是一類選擇性殺傷衰老細(xì)胞的藥物，直到現(xiàn)在，已報(bào)道的Senolytics藥物有7類，包括激酶抑制劑、B細(xì)胞淋巴瘤/白血病(Bcl)-2家族抑制劑，天然化合物，p53結(jié)合抑制劑，HSP90抑制劑，UBX0101，和組蛋白脫乙酰酶(HDAC)抑制劑。最近，達(dá)沙替尼和槲皮素的聯(lián)合應(yīng)用的研究被報(bào)道，研究表明達(dá)沙替尼和槲皮素能夠選擇性地誘導(dǎo)衰老細(xì)胞死亡〔35，51〕。其中，達(dá)沙替尼可清除衰老的人脂肪細(xì)胞祖細(xì)胞，而槲皮素對(duì)衰老的人內(nèi)皮細(xì)胞和小鼠骨髓干細(xì)胞的殺傷作用更強(qiáng)〔35〕。當(dāng)兩種化合物聯(lián)合使用時(shí)，清除衰老細(xì)胞的功效是最強(qiáng)的，可增強(qiáng)老齡小鼠的生理功能，延長(zhǎng)健康壽命和壽命。

5 面臨的問題及未來研究方向

衰老期肌衛(wèi)星細(xì)胞的增殖分化受到多種因素調(diào)控，細(xì)胞因子和信號(hào)通路的作用、氧化應(yīng)激和骨骼肌分子炎癥的作用將有利于加深對(duì)骨骼肌衰老的認(rèn)識(shí)，幫助我們更好地了解肌少癥的病因和進(jìn)展，為臨床運(yùn)用提供理論基礎(chǔ)，為老年或老年病造成的肌少癥等疾病提供新的治療思路〔52，53〕。如將細(xì)胞因子和干細(xì)胞移植相結(jié)合，兩種方式同時(shí)進(jìn)行干預(yù)，改變老年肌源性祖細(xì)胞的生長(zhǎng)環(huán)境，將有效促進(jìn)骨骼肌再生，使肌少癥患者的臨床癥狀得到有效緩解。

由于肌少癥病因復(fù)雜，尋找真正有效可行的治療策略可能還需要結(jié)合多學(xué)科，進(jìn)行更深入的研究。目前國(guó)內(nèi)外已開展多項(xiàng)干細(xì)胞治療，通過干細(xì)胞的植入，促進(jìn)肌肉損傷修復(fù)和再生，改善潛在的肌肉骨骼疾病〔54，55〕。干細(xì)胞的移植效率及移植后骨骼肌再生能力的改善則成為治療后需要關(guān)注的重要問題。以細(xì)胞為基礎(chǔ)的治療肌肉再生障礙的最佳療法應(yīng)該是提供一個(gè)靜止的衛(wèi)星細(xì)胞池，以確保維持和再生〔18，56〕。

綜上，通過大量研究證實(shí)，隨著年齡增長(zhǎng)，骨骼肌逐漸減少，肌力和耐力下降等癥狀均與衛(wèi)星細(xì)胞數(shù)量有關(guān)系，且受機(jī)體微環(huán)境等因素所影響，衰老相關(guān)的肌衛(wèi)星細(xì)胞的研究已經(jīng)很多，也趨于成熟，取得了一定積極的成果，但如將這些方法應(yīng)用于臨床則仍有很大改善空間，研究人員仍需尋找有產(chǎn)肌能力的替代細(xì)胞或藥物方面進(jìn)行深入的探索研究，從而使患者得到更好的診斷和治療。