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2018年7月26日——当肌肉遭受严重损伤时，被称为纤维-脂肪生成祖细胞（FAPs）的特殊修复细胞会火速进行救援。这些细胞协调免疫系统和肌肉干细胞的活性以替代和修复受损组织。
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在今日发表于《自然•细胞生物学》（Nature Cell Biology）的研究中，Sanford Burnham Prebys医学发现研究所（SBP）与Fondazione Santa Lucia IRCCS研究所的科学家们合作发现，在肌萎缩侧索硬化（ALS）、脊髓损伤和脊髓性肌萎缩（SMA）模型中，这些细胞会发生根本性的改变。
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通过研究ALS患者和小鼠模型（运动神经元损伤或疾病）的肌肉，科学家发现FAP细胞实际上会促进肌肉的萎废和瘢痕形成。这些细胞会激活前馈信号通路IL-6-STAT3，给免疫系统创造一个 “总是开启” 的信号。当科学家们阻断IL-6和STAT信号时，肌肉萎废和纤维化停止，表明这是一种治疗运动神经元疾病的潜在方法。
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SBP发育、衰老和再生项目教授PierLorenzo Puri博士是该研究的通讯作者。来自Fondazione Santa Lucia IRCCS研究所Puri实验室的博士后研究员Luca Madaro博士和Magda Passafaro博士担任共同第一作者。
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当神经细胞停止与肌肉细胞的沟通交流时就会发生神经肌肉疾病，导致肌肉无力或丢失。在脊髓损伤中，这种沟通交流被物理性地中断。在ALS和SMA中，肌肉进行性退化，导致语言、行走、呼吸或吞咽能力丧失。
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“在神经肌肉疾病的模型中描述那些会促进肌肉萎废和瘢痕形成的细胞类型，是我们理解ALS和其他运动神经元疾病的关键步骤，” Puri说，“现在我们可以开始设计靶向这些细胞的药物，或者可能将它们作为疾病进展的标志物，这对患者及其护理者是迫切需要的。”
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通过比较急性肌肉损伤和失神经小鼠模型，Puri和他的团队测量了肌肉修复的关键参与者——包括巨噬细胞（去除死亡物质的免疫系统细胞）、FAPs和肌肉干细胞——什么时间出现以及处于什么水平。在急性损伤模型中，FAPs在巨噬细胞浸润和肌肉干细胞激活之前出现，并在5到7天的再生窗口内离开。与此相反，在失神经模型中，FAPs在肌肉中积聚为更高的水平，而且一直存在。此外，炎症细胞浸润没有被检测到，肌肉干细胞没有被激活。
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科学家们更仔细地研究了这些奇怪的FAPs，发现这些细胞激活了STAT3，导致刺激肌肉萎缩的炎症细胞因子IL-6水平升高。在运动神经元和肌肉之间的联系（神经肌肉接头）丧失后，IL-6-STAT3信号出现，提示这种联系对于保持FAPs处于受控状态是至关重要的。
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图：共同第一作者Luca Madaro博士和通讯作者Pier Lorenzo Puri博士
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“这项研究强调了一个响应神经肌肉接头丢失而启动的通路，当该通路被阻塞时，ALS模型系统中的肌肉萎废减少，” 美国ALS协会首席科学家Lucie Bruijn博士说，“了解ALS患者中的这一通路并优化潜在领先分子的进一步研究，对于开发这种ALS治疗方法是非常重要的。”
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Puri的实验室渴望继续研究这些疾病特异性的FAPs。
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“作为一名医生研究人员，患者总是浮现在我的脑海里，我非常迫切地想要继续这项研究，” Puri说，“既然我们已经发现了这些FAP细胞中的关键差异，我们就有机会选择性地去除有害的致病性细胞，或者转换这些细胞以便它们能够修复神经。最终，我们希望能创造出可以延长ALS或其他运动神经元病患者生命的药物，或者可以帮助医生更好地预测疾病严重程度的测试。”
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发表于 2018-8-4 00:34:52
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