當我們進行高強度的“擼鐵”訓練后，往往會出現(xiàn)肌肉酸痛，而休息兩天后又變得生龍活虎，這是因為肌肉干細胞可以與受損肌細胞融合或者生產(chǎn)新的肌纖維。近期，來自西班牙龐培法布拉大學的William Roman等人發(fā)現(xiàn)了一種肌細胞自我修復的全新機制，它不依靠肌肉干細胞，而是肌纖維通過細胞核的遷移，實現(xiàn)損傷后的再生。相關(guān)研究于2021年10月15日發(fā)表在Science期刊上，題為“Muscle repair after physiological damage relies on nuclear migrationfor cellular reconstruction”。

與人體內(nèi)大多數(shù)細胞不同的是，肌肉細胞由多個成肌細胞融合而來，因此一個肌細胞擁有多個細胞核。肌肉的過度收縮會造成肌纖維的損傷，但是很快肌纖維可以完成自我修復。為了研究這一過程，研究人員構(gòu)建了小鼠的運動模型，經(jīng)過5小時的運動，在小鼠腿部比目魚肌的受損區(qū)域發(fā)現(xiàn)了細絲蛋白C(FLNC)和熱休克蛋白27（HSP27）的聚集，這有助于受損部位的愈合；而在運動48小時后，這些蛋白的聚集幾乎消失，這說明在此之前已經(jīng)迅速完成了肌肉修復。而且在這個過程中，沒有檢測到肌肉干細胞的參與。

此外，在體外培養(yǎng)的肌細胞模型中，研究人員發(fā)現(xiàn)，在受損后肌纖維的細胞核陸續(xù)向受損區(qū)域遷移。5小時內(nèi)，73%的細胞核都聚集在受損區(qū)域附近。這直接導致了mRNA分子的局部遞送，這些mRNA在受損區(qū)域被翻譯形成FLNC、HSP27等，是肌肉修復良好的原材料。同時，研究人員發(fā)現(xiàn)了一條與鈣離子相關(guān)的、負責調(diào)控細胞的運動的信號通路：細胞分裂周期蛋白42（CDC42）。當抑制CDC42時，細胞核的遷移隨之受到抑制；反之，激活CDC42，未受損肌纖維中的細胞核仍會移動。因此，肌肉細胞的這種自我修復機制是通過CDC42的調(diào)控實現(xiàn)的。

總之，研究發(fā)現(xiàn)，運動所致的局部肌肉損傷會激活一種不依賴于肌肉干細胞的肌纖維自我修復機制。小鼠的肌肉損傷觸發(fā)了涉及鈣離子、CDC42和磷酸激酶C的信號級聯(lián)反應(yīng)，并通過微管和動力蛋白將細胞核吸引到受損部位。細胞核的遷移加速了肌纖維的修復，在局部遞送mRNA以進行肌細胞的重建。這種細胞自主的保護機制是我們更全面、更深入地了解生理和疾病中的肌肉修復的一種替代模型。而《科學》雜志同期的一篇展望文章則認為，這個發(fā)現(xiàn)還有著更為深遠的意義：在這項研究中出現(xiàn)的關(guān)鍵蛋白，例如HSP27、CDC42，有可能成為修復損傷或幫助患者康復的新靶點。