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科学家首次发现脂肪在肌肉干细胞命运中的意外作用!

发布时间:2022-08-27 15:14:22      浏览:35

细胞含有脂肪(TG)和其他脂质,如磷脂胆固醇酯(CE)。它们对能量产生、细胞膜组成和信号传导至关重要。胞内的脂肪与其他脂质在疏作用力的驱动下会形成表面为磷脂单分子层的脂滴(lipid droplet结构,这样可以安全地储存这种胞内脂肪。

现在,来自美国普渡大学的科学家首次证明,成年肌肉干细胞内的脂肪还可以调节干细胞的命运。该发现刚刚发表在最新一期的Cell Reports上。

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对此,领导这项研究的Shihuan Kuang教授表示: “没有人在这些肌肉干细胞中看到过如此动态的脂滴,所以这一发现非常令人兴奋,然后发现它们在干细胞的命运中发挥着如此重要的作用是了不起的。它对肌肉疾病、衰老和动物科学具有潜在的影响。

研究人员发现这些脂滴的数量在单个细胞中发生了显著变化,并且因细胞而异,而不是以静态的形式存在。其中液滴的数量可调节干细胞的形成

这一发现,再加上新发现的脂质在其他干细胞类型(包括癌症干细胞)中的作用,表明脂肪的功能可能比以前认为的要更复杂

研究人员研究的是肌肉中的卫星细胞,这是一种负责肌肉发育、生长和再生的干细胞群在成年肌肉中,这些细胞一直处于休眠状态,直到受伤并开始行动。然后它们通过分裂繁殖,一些分裂的细胞变成肌肉细胞以取代受损细胞,这一过程称为分化。其他则通过称为自我更新的过程恢复到休眠状态

他们的研究表明,具有较高脂滴数量的干细胞继续分裂或继续分化并成为肌肉细胞而那些脂滴数量较少的干细胞会返回以补充休眠干细胞的库存以应对下一次损伤。事实上,在自我更新过程中,它们会以某种方式耗尽或摆脱脂滴,并且在休眠状态下不含任何脂滴。

他们发现,一旦干细胞被激活,就会出现脂滴,并且随着每个细胞的分裂,脂滴并不总是均匀分布。一些分裂的后代细胞比其他细胞有更多的液滴,这种不对称分布导致细胞命运分离为自我更新或分化。

这些脂滴动力学对于维持细胞的健康平衡至关重要,因为机体需要新的肌肉细胞进行修复,但显然干细胞不能不受控制地分裂,就像症中发生的那样。脂滴的消耗就像阻止不受控制的增殖的制动器。

在之前的研究中,Kuang的研究团队专注于肌肉和脂肪细胞。因为他们长期研究了脂肪细胞,所以拥有了做出这一发现的工具。在一些常规的细胞染色过程中,他们注意到了干细胞中脂滴的动态变化。这令人惊讶,因为当时还不知道它们在这些细胞中如此丰富和动态。于是,他们想搞清楚“它们为什么在这里?”

该团队使用培养的骨骼肌干细胞小鼠模型来确定脂滴的功能。该团队抑制了脂滴的形成,然后抑制了它们的利用,以观察这些变化将如何影响细胞功能。

结果令人惊讶,因为过多或过少的脂滴都会破坏干细胞的命运稳态,这表明未来我们可能能够通过操纵卫星细胞中的脂滴动力学来刺激干细胞的再生功能。

Kuang教授计划进一步研究脂滴在肌肉修复中的作用。对此,他表示:“我们还没有完全了解肌肉干细胞中脂滴的上游调节物和下游介导物,这可能是由于脂滴降解形成的次级代谢物也很重要。这些脂肪对于细胞来说不仅仅是一种可能能源。





来自:我爱生化




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