采用干细胞外泌体帮助运动损伤后肌肉细胞的

冠状病毒疫情在许多地方得到控制，专业人人士，包括运动员，经纪人，体育科学家，俱乐部老板，管理和教练人员都在考虑重新开始全面训练并进行比赛时如何减少伤害。历史上，最近一次大规模的运动损伤峰值，出现在年NBA和NFL停摆分别持续了天和天。一项研究报告说，严重的跟腱损伤数量NFL的年比前几年高出五倍。身体的肌肉是动态的系统，随着使用（锻炼）和废弃（比平常少运动）而不断变化。经常锻炼后，细胞到肌肉纤维（称为卫星细胞）增加了新的肌纤维，因此肌纤维变得更强壮。长期锻炼，细胞保持非活动状态或静止状态，肌肉组织保护不正确，会影响体内温度和有效的能量存储。此外，肌肉大约占总体重的45％，为了达到最佳状态，它们需要氧气和营养。运动会改善营养供应，也会刺激心血管生长。被称为卫星细胞的干细胞具有增强和修复作用。他们位于基底膜和基底膜之间，通常保持静止状态。当肌肉处于负重状态（例如运动）或受伤时，卫星细胞被激活并以一种称为肌肉祖细胞的形式开始增殖成肌细胞。然后，这些新生成的细胞将进一步分化形成新的肌管。此外，肌肉中的卫星细胞可以与现有的肌纤维融合，从而通过锻炼促进肌肉的生长和修复。长时间不使用或少于正常使用时间后，这些卫星小区就会变成更难以激活，因此它们在维持，生长和修复肌肉组织方面效率降低。卫星细胞的健康，与肌肉细胞周围的环境，即细胞外基质有关。长期运动状态下，胶原蛋白VI和纤连蛋白合成会很丰富，反之，这些分子制备量不足，影响卫星细胞自我更新，出现肌肉消瘦。

图1：卫星细胞在肌肉修复和维持中起着至关重要的作用

间充质干细胞（MSCs）干细胞是被研究和应用最多的细胞，在肌肉修复和维持中都有悠久的历史。在许多模型中，直接使用干细胞修复，植入细胞通常很少，结果不太满意。而用MSC产生的分泌物（即EV），而不是干细胞，作为肌肉修复的介质，比细胞本身效果更好。众所周知，干细胞会与其周围环境相互作用和沟通，干细胞产生的分泌物（EV）是其主要活性成份。这些来自间充质干细胞的分泌物包含了许多生长因子和细胞因子，例如胰岛素样生长因子1（IGF-1），肝细胞生长因子（HGF），白介素（IL）和血管内皮生长因子（VEGF），这些分子尤其在肌肉再生中必不可少的，例如：卫星细胞增殖，卫星小区激活，新血管的形成（血管生成），炎症调节。细胞外囊泡（EVs）是间充质干细胞分泌的含膜结构，内含蛋白质，RNA等。有许多文章报道了MSC分泌物调节肌肉的内源性再生潜力。同样，在停用或受伤后，对于我们的肌肉健康至关重要的是干细胞分泌的蛋白质称为热激蛋白（HSP60，HSP90和HSP）。这些蛋白质是在压力下由细胞产生的。氧化损伤是肌肉衰老的关键因素，干细胞所含的超氧化物歧化酶（SOD2）等，具有抗肌纤维氧化应激，保护细胞和运动神经。

图3：干细胞采纳与运动神经修复

干细胞衍生的分泌性蛋白质和RNA可以增强包括骨骼（和心脏）肌肉在内的许多器官的血液供应。到目前为止，这些分子包括与EV结合的VEGF，游离VEGF，HGF，bFGF，IGF-1和MiR。不这些因素只会刺激血管生成（新血管的生长），但它们也高度保护血管，有助于我们的血管。最近文章显示，使用C2C12成肌细胞，MSC的分泌组显着增加这些细胞的增殖并刺激其分化为成熟的肌肉，加快修复过程。未经处理的卫星细胞平均需要21天可以生产功能性肌管，相比之下，进行EV治疗需要5天。

图4：MSCEV处理的人卫星细胞后的效果观察

如果在受伤后或因为冠状病毒危机，而长时间不运动，肌肉因废弃而迅速恶化，许多细胞开始关闭其生物化学，细胞进入睡眠型模式，而这是肌肉萎缩的主要原因，我们提到的这些证据表明，MSCEV和可溶性蛋白可提供出色的保护，防止细胞衰老，对缩短损伤后的恢复时间具有重要意义。SteveRayBScPhD

史蒂夫·雷.,博士

ChiefScientist,WellbeingInternationalFoundation

福祉国际基金会首席科学家

SeniorLecturerAcuteEmergencyCare,OxfordBrookesUniversity

牛津布鲁克斯大学急诊和急性疾病高级讲师

雷博士有超过30年的教育和研究经历。其专业领域包括学习和记忆的生物化学，神经可塑性，神经创伤/脑震荡，新生儿重症监护，心脏重症监护和院前急救。除牛津布鲁克斯大学教授院前急诊医学的医护学位课程外，医院进行合作，包括在伦敦大学学院的讲授坏死性小肠结肠炎），医院/医院讲授新生儿肺疾病），在牛津大学讲授缺氧性脑损伤，在佛罗里达大学讲授哺乳动物组织再生分子生物学。

References

Myeretal.()JOrthopSportsPhysTher.Oct;41(10):-5

DidtheNFLLockoutExposetheAchillesHeelofCompetitiveSports?

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