携手健康网携手健康网

锻炼肌肉可以自己抵抗慢性炎症

杜克大学(Duke University)的生物医学工程师已经证明,人的肌肉在锻炼时具有天生的能力,可以抵御慢性炎症的破坏作用。这一发现是通过使用实验室生长的工程化人类肌肉而得以实现的,证明了这种首创平台在此类研究工作中的潜在力量。

该结果于1月22日在线发表在《科学进展》杂志上。

杜克大学生物医学工程学教授内纳德·布尔萨克(Nenad Bursac)说:“在运动过程中,人体中发生了很多过程,很难弄清哪些系统和细胞在活跃的人体内做什么。” “我们的工程肌肉平台是模块化的,这意味着我们可以根据需要混合和匹配各种类型的细胞和组织成分。但是在这种情况下,我们发现肌肉细胞能够自行采取消炎作用。 ”

炎症并不是天生的好坏。当身体受伤时,最初的低水平炎症反应会清除碎屑并帮助组织重建。有时,免疫系统会过度反应并产生炎症反应,从而引起损害,例如某些COVID-19病例引起的致命细胞因子风暴。然后,有些疾病会导致慢性炎症,例如类风湿关节炎和肌肉减少症,这些疾病会导致肌肉浪费掉并削弱其收缩能力。

在许多可引起炎症的分子中,一种促炎分子,特别是干扰素γ,已与各种类型的肌肉消瘦和功能障碍有关。虽然先前在人和动物中进行的研究表明,运动通常可以帮助减轻炎症的影响,但很难区分肌肉细胞本身可能发挥的作用,更不用说它们如何与特定的有害分子(例如干扰素γ)相互作用。

Bursac实验室的博士后研究员,该论文的第一作者陈兆伟说:“我们知道慢性炎性疾病会引起肌肉萎缩,但是我们想看看在培养皿中生长的人类工程肌肉是否也会发生同样的事情。” 。“我们不仅证实干扰素γ主要通过特定的信号传导途径起作用,而且还证明了锻炼肌肉细胞可以直接抵抗这种促炎性信号传导,而与其他细胞类型或组织的存在无关。”

为了证明单独的肌肉能够阻止干扰素γ的破坏力,Bursac和Chen转向了实验室已经开发了近十年的工程化肌肉平台。他们首先在皮氏培养皿中生长收缩的,功能正常的人体骨骼肌,此后,实验室一直在通过例如在配方中添加免疫细胞和干细胞储库来改善其过程。

在当前的研究中,研究人员采用了这些功能齐全,实验室生长的肌肉,并用相对较高水平的干扰素γ淹没了它们七天,以模仿长期持续的慢性炎症的影响。正如预期的那样,肌肉变小并且失去了很多力量。

研究人员随后再次使用干扰素γ,但这次还通过用一对电极刺激肌肉使肌肉处于模拟运动状态。正如他们先前的研究所示,尽管他们期望该程序能够诱发一些肌肉的生长,但他们惊讶地发现它几乎完全防止了慢性炎症的影响。然后,他们证明了模拟运动抑制了肌肉细胞中的特定分子途径,并且用于治疗类风湿性关节炎的两种药物托法替尼和巴利替尼阻断了相同的途径,具有相同的抗炎作用。

布尔萨克说:“锻炼时,肌肉细胞本身直接对抗由干扰素γ诱导的促炎信号,这是我们没有想到的。” “这些结果表明,实验室生长的人体肌肉在发现疾病的新机制和潜在治疗方法方面可能具有多么宝贵的价值。有人认为,最佳运动水平和方式可以抵抗慢性炎症,同时又不会使细胞过度紧张。肌肉,我们可以帮助找出这种说法是否正确。”

郑重声明:本文版权归原作者所有,转载文章仅为传播更多信息之目的,如作者信息标记有误,请第一时间联系我们修改或删除,多谢。