◎本報記者羅云鵬江耘

隨著年齡的增長，很多老年人都會經(jīng)歷突然的摔倒。年輕人摔一跤可能沒什么大礙，但對老年人來說卻可能造成嚴(yán)重后果，甚至危及生命。這背后隱藏著老齡化過程中肌肉逐漸退化的問題。

日前，杭州華大生命科學(xué)研究院聯(lián)合西班牙龐培法布拉大學(xué)、廣東藥科大學(xué)第一附屬醫(yī)院、阿爾托斯實驗室、中國科學(xué)院廣州生物醫(yī)藥與健康研究院、廣州醫(yī)科大學(xué)附屬第五醫(yī)院等國內(nèi)外研究團隊，發(fā)布了一個涵蓋不同性別和年齡人群的骨骼肌多模態(tài)單細(xì)胞圖譜，揭示了肌肉老化的奧秘。這也是迄今最完整的肌肉衰老過程單細(xì)胞圖譜。相關(guān)研究成果發(fā)表在《自然》雜志上。

肌肉是身體的重要組成部分，支撐著人體的每一個動作。但隨著年齡增長，肌肉功能會逐漸下降，這一過程被醫(yī)學(xué)界稱為肌肉衰老。肌肉就像橡皮筋一樣，會隨著年齡增加從富有彈性逐漸變得松弛脆弱。

本研究深入分析了不同性別和年齡人群隊列的下肢肌肉活檢樣本中的387000多個細(xì)胞/細(xì)胞核，詳細(xì)描述了細(xì)胞群體在衰老過程中的變化，發(fā)現(xiàn)了老年人群中新出現(xiàn)的細(xì)胞群體，并揭示這些變化背后的細(xì)胞特異性特征和多細(xì)胞間網(wǎng)絡(luò)互動特性。研究人員發(fā)現(xiàn)，隨著年齡增長，一些關(guān)鍵肌肉細(xì)胞開始逐漸消失，特別是那些支持快速和力量活動的肌肉細(xì)胞。這些細(xì)胞的減少直接影響到老年人的運動能力，增加了他們摔倒的風(fēng)險。

根據(jù)收縮特性和代謝特性，肌肉中的肌纖維被分為慢速肌纖維和快速肌纖維。研究人員介紹，前者像個耐力選手，變化較慢，適應(yīng)力較強，主要負(fù)責(zé)耐力型活動，如長時間行走或騎自行車。而后者則像爆發(fā)型選手，它們響應(yīng)迅速，但也更容易疲勞，主要參與短暫而有爆發(fā)性的活動，比如短跑或跳高。

研究發(fā)現(xiàn)，快速肌纖維會隨年齡增加逐漸減少，而慢速肌纖維則相對穩(wěn)定。對此，研究人員構(gòu)建了快速和慢速肌纖維退變的分子路徑，找到了兩種肌纖維退變機制的差異。他們發(fā)現(xiàn)，慢速肌纖維退變較為緩慢，而快速肌纖維退變較為迅速。這說明慢速肌纖維面對衰老的應(yīng)激具有較好耐受能力。這些變化代表了身體對衰老的一種自我調(diào)節(jié)機制。研究人員解釋，人的身體試圖通過保留更多耐力型肌纖維來應(yīng)對老化帶來的挑戰(zhàn)，但這些變化也可能是導(dǎo)致肌少癥的潛在因素。

隨著年齡增長，肌肉中會出現(xiàn)一些新的肌纖維群體。這些肌纖維在年輕人中幾乎看不到，卻在老年人中逐漸增多，比如修復(fù)型和退變型肌纖維亞型等。它們有一部分可能是肌纖維中率先衰老的群體，也可能是身體為了抵抗老化特別“培養(yǎng)”的“士兵”，能在老年人身體中發(fā)揮特殊保護作用，幫助維持肌肉功能，減緩衰老過程。

肌肉中還含有一種神奇的肌肉干細(xì)胞，它在人成年后便處于靜止?fàn)顟B(tài)，但在肌肉受到損傷時會被激活，退出靜止?fàn)顟B(tài)，開始增殖分化為肌細(xì)胞，以修復(fù)受損肌肉。然而，修復(fù)能力較強的靜息態(tài)肌肉干細(xì)胞在肌肉衰老過程中逐步減少，且呈現(xiàn)出持續(xù)性激活特征，最終導(dǎo)致它們無法有效增殖和分化以修復(fù)受損肌肉。這可能是衰老過程中肌肉干細(xì)胞耗竭的機制之一。

研究團隊發(fā)現(xiàn)，內(nèi)皮細(xì)胞在衰老過程中發(fā)生了明顯改變，促炎和趨化信號增加，免疫細(xì)胞數(shù)量增多并啟動炎癥程序。這些變化表明，衰老后的肌肉在遭受損傷時更難修復(fù)，并可能促進全身性炎癥和加速老年人整體身體功能衰退。

杭州華大生命科學(xué)研究院副研究員賴毅維說：“我們的研究為理解人類衰老提供了新視角，并為開發(fā)針對肌肉衰老的預(yù)防和治療策略提供了科學(xué)依據(jù)。”

本研究從細(xì)胞和分子層面，為診斷老年性肌萎縮提供了一個量化標(biāo)準(zhǔn)。研究者可將患者肌肉樣本里的細(xì)胞或分子特征對應(yīng)到肌肉衰老過程單細(xì)胞圖譜，即可量化其肌肉衰老程度。同時，研究發(fā)現(xiàn)的衰老過程中出現(xiàn)的細(xì)胞亞型，或許可以為未來靶向性治療老年性肌萎縮提供科學(xué)依據(jù)，從而為逆轉(zhuǎn)肌肉衰老提供可能。

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