在自然衰老過程中，我們的骨骼肌的許多功能都不可避免地發生衰退。然而，有趣的是，中山大學近期一項研究顯示，骨骼肌也會“自救”，在其衰老階段可能存在抵抗機制，來應對其功能的衰退。
近日，中山大學中山醫學院教授張宏波團隊與合作者，利用單細胞-單核轉錄組測序技術，建立起迄今細胞類型最為全面的、跨越成年人類全年齡段的骨骼肌衰老整合圖譜，解析了構成骨骼肌的不同細胞類型及多項骨骼肌衰老調節機制。相關成果發表于《自然-衰老》。
《自然-衰老》針對該研究發表了簡訊文章，并引用美國國立衛生研究院教授Vittorio Sartorelli的點評高度評價了這項研究：“全面繪制了人類成年至衰老過程的骨骼肌所有細胞的演變藍圖，為今后深入研究人類骨骼肌生理機能和衰老機制提供重要基礎”。
骨骼肌如何抵抗衰老？這離不開特別的肌纖維細胞。不同于人體的絕大部分細胞，它擁有上百個控制其行為和特征的“大腦”——細胞核。在這些“大腦”中，研究最新發現一類與促進突觸形成相關的突觸調節型肌纖維核，在衰老的骨骼肌中會自發性增多。團隊推測，作為一種保護性細胞核，它們可能通過重塑神經支配來延緩骨骼肌的功能衰退。
在骨骼肌衰老過程中，人體骨骼肌的白肌纖維往往比紅肌纖維更早衰退。然而研究發現，這兩種肌纖維細胞可能都存在“自救”行為。當白肌纖維數量減少時，結構功能良好的紅肌纖維的細胞核開始具備白肌纖維的特征，發生自發補償修復。衰老的白肌纖維此時也會出現再生現象，兩者協同對骨骼肌衰老產生了抵抗機制。
針對骨骼肌衰老時間長、細胞結構復雜的研究特點，張宏波團隊與英國Sanger研究所教授Sarah Teichmann合作在更大的時間跨度和不同的位置分布上進行骨骼肌樣本的收集，樣本年齡涵蓋20-75歲，并將單細胞核測序的方法引入課題，從而能夠研究骨骼肌纖維每個細胞核的差異性特征。
衰老伴隨的骨骼肌萎縮無力是導致老年人活動受限、跌摔后骨折癱瘓的主要原因之一。論文共同通訊作者張宏波表示，骨骼肌衰老引發的功能衰退對身體健康造成的危害會隨年齡增大而愈發嚴重，輕者因肌萎縮引發肌少癥，重者因骨骼肌功能嚴重不全而喪失基本運動功能。
2023年底，張宏波團隊曾發布首個人類肢體發育單細胞時空圖譜，解析胎兒四肢的細胞演變路徑和空間位置的決定過程。研究四肢發育和骨骼肌衰老的兩個課題幾乎同時開展。“我們關注了細胞命運的兩極，如果說發育是‘從哪里來’的問題，衰老則是‘到哪里去’的問題。”張宏波說。
研究團隊以網站形式提供了這份骨骼肌衰老整合圖譜和一份小鼠骨骼肌衰老圖譜，用以研究物種保守性衰老機制。另外，根據之前肢體發育的工作，也提供了一份胚胎肢體發育的時-空細胞圖譜，用以聯合探討骨骼肌發育生長、衰老機制。
“我們期待這些圖譜能夠為對骨骼肌發育、衰老、生理、病理感興趣的基礎或臨床研究者提供翔實的數據參考，也期待今后能有更多的研究借此參與到骨骼肌領域，一起推動領域研究認知。”張宏波說。
