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  • 少吃点糖吧!与传统观点相反,低血糖水平可能有助于肌肉修复
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东京都立大学的研究人员已经证明,骨骼肌卫星细胞,肌肉修复的关键角色,在低糖环境中增殖更好。这与传统观点相反,传统观点认为,当有更多的糖来为哺乳动物细胞的活动提供燃料时,它们的情况会更好。由于超低血糖环境不允许其他类型的细胞增殖,该团队可以制造纯卫星细胞培养物。

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图像:降低葡萄糖浓度促进了肌肉干细胞的增殖,表明过量的葡萄糖阻碍了细胞的增殖能力。

来源:东京都立大学

东京都立大学的研究人员已经证明,骨骼肌卫星细胞——肌肉修复的关键角色——在低糖环境中增殖得更好。这与传统观点相反,传统观点认为,当有更多的糖来为哺乳动物细胞的活动提供燃料时,它们的情况会更好。


由于超低血糖环境不允许其他类型的细胞增殖,新发现意味着可以制造纯卫星细胞培养物,这对生物医学研究有潜在的重大推动作用。


健康的肌肉是健康生活的重要组成部分。随着日常使用的磨损,我们的肌肉不断地自我修复以保持最佳状态。近年来,科学家们开始了解肌肉修复是如何在细胞水平上工作的。骨骼肌卫星细胞被发现是特别重要的,它是一种特殊类型的干细胞,位于肌膜和基板两层鞘层之间,这两层鞘层在单个肌肉纤维中包裹着肌纤维细胞。当肌纤维细胞受损时,卫星细胞就会过度增殖,最终与肌纤维细胞融合。这不仅有助于修复损伤,还能维持肌肉质量。


要了解我们是如何因疾病、不运动或衰老而失去肌肉的,掌握其中的具体机制是医学科学的一个关键挑战。


来自东京都大学的科学家团队由助理教授Yasuro Furuichi,副教授Yasuko Manabe和Nobuharu L Fujii教授领导,一直在研究骨骼肌卫星细胞如何在体外繁殖。


观察在生长培养基中培养皿中繁殖的细胞,他们注意到较高水平的葡萄糖对它们的生长速率具有不利影响。这是违反直觉的;葡萄糖被认为对细胞生长至关重要。它被转化为ATP,ATP是驱动大量细胞活动的燃料。然而,研究小组证实,较低的葡萄糖培养基导致更多的细胞,所有的生化标志物都有望获得更大程度的细胞增殖。


他们还证实,这并不适用于所有细胞。在高糖培养基的实验中,卫星细胞的培养总是以混合物的形式结束,这仅仅是因为原始样本中的其他细胞类型也在增殖。


他们利用新发现,通过将葡萄糖水平保持在较低水平,创造了一种卫星细胞能够增殖,而其他类型的细胞无法增殖的环境,从而提供了非常纯的骨骼肌卫星细胞培养。这是在各种环境下(包括再生医学)研究这些细胞的关键先决条件。


那么,是不是说明他们最初实验中的葡萄糖含量是“刚刚好”的呢?于是,研究小组加入葡萄糖氧化酶,一种葡萄糖消化酶,以达到更低的葡萄糖水平,并在这种葡萄糖耗尽的培养基中培养卫星细胞。令人震惊的是,这些细胞似乎表现得很好,而且增殖正常。结论是,这些特定的干细胞似乎从一个完全不同的来源获得它们的能量。现在,科学家们正在努力确定这些卫星细胞的能量来源(是否与癌干细胞的来源一致?)


研究小组注意到,结合先前实验中测量的血糖水平与糖尿病患者的血糖水平,这可能解释了为什么在糖尿病患者中会看到肌肉质量的下降,并可能对我们如何使肌肉更健康更长久有重大意义。

参考文献

https://www.nature.com/articles/s41551-021-00706-z



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