科學家發現骨骼肌細胞分泌的一種蛋白質可增強肌肉生長和力量
東京都會大學的研究人員發現,骨骼肌細胞持續分泌一種名為血小板衍生生長因子亞單位B(PDGF-B)的蛋白質,它通過刺激肌細胞(肌肉乾細胞)的生長來幫助肌肉修復。出乎意料的是,科學家們發現PDGF-B還能促進肌肉纖維的生長,從而導致更強的收縮力。這些發現為開發治療肌肉萎縮和損傷的創新療法提供了巨大潛力。
肌動素是由骨骼肌細胞分泌的小蛋白。它們具有廣泛的功能,並可能作用於其製造地附近和遠處的細胞。關於肌動蛋白如何影響細胞過程的全面描述還很不清楚,但人們相信它們在與運動有關的身體功能中發揮著重要作用,特別是在維護肌肉組織方面。
由東京都立大學副教授Yasuko Manabe領導的一個團隊一直在研究肌動素如何影響肌肉細胞的行為。通過廣泛的實驗,他們發現一種被稱為血小板源性生長因子亞單位B,或PDGF-B的肌動素,是由骨骼肌以構成性方式分泌的,即沒有任何刺激。為了了解它所起的作用,他們採集了肌細胞,即繼續分化為肌肉纖維的前體細胞,並將其暴露於PDGF-B。他們能夠清楚地表明,PDGF-B誘導了成肌細胞的更大增殖。
骨骼肌細胞分泌的PDGF-B不僅能增強細胞增殖,還能增強伴隨收縮功能的肌肉肥大。資料來源:東京都立大學
奇怪的是,他們還發現PDGF-B影響了已經分化的細胞。他們又採集了肌管,這是肌肉纖維的一個發育階段,並將它們暴露在相同的肌動素中。以這種方式處理的肌管明顯表現出更多的成熟,在顯微鏡下明顯增加直徑。它們還表達了更多的肌球蛋白重鏈,這是肌球蛋白結構的一個關鍵部分,是負責肌肉收縮的分子馬達。
使用最近開發的一種基於觀察肌管對電脈衝的反應的技術,這被證明直接對應於收縮強度的增加。因此,PDGF-B不僅有助於製造更多的肌肉,而且使它們更強壯。但這並不意味著這兩個過程是以一種雜亂無章的方式加速的。他們注意到肌管和肌細胞之間的PDGF-B信號通路存在微妙的差異;該團隊認為這些差異可能涉及到細胞從增殖階段切換到成熟階段的過程。
該團隊的工作清楚地表明,PDGF-B參與了肌肉再生,並構成了開發有效治療肌肉損傷和萎縮以及改善肌肉性能的方案的一個巨大飛躍。