Nature：专门的巨噬细胞或在机体肌肉运动中扮演着关键角色

拉伸反射（stretch reflex）是机体运动系统的一个基本组成部分，其能协调机体运动背后的肌肉收缩，这一过程的核心在于肌肉纺锤体（MS，muscle spindles），其是一种特殊的受体，能很好地适应肌内纤维（intrafusal muscle fibres）张力的波动，MS中张力的变化会诱发一系列神经元事件，包括感觉Ia型传入神经的起始去极化过程，随后就会引起脊髓内运动神经元的激活；这种神经元级联在肌肉收缩的执行中会达到高潮，这就强调了骨骼肌系统和神经系统之间的闭环机制。

近日，一篇发表在国际杂志Nature上题为“Macrophages excite muscle spindles with glutamate to bolster locomotion”的研究报告中，来自帝国理工学院等机构的科学家们通过研究发现，称之为巨噬细胞的白细胞类型在控制机体肌肉收缩和运动中扮演着关键角色，这一发现推翻了此前研究人员提出的假设，即肌肉收缩和运动完全由机体神经系统所控制，包括大脑和脊髓。

靠近肌肉纺锤体的CX3CR1+巨噬细胞能表达一种独特的分子特征，从而丰富能进行谷氨酰胺能传递的神经元基因

通过对小鼠进行研究后，研究人员发现，肌肉纺锤体中有特殊适应能力的巨噬细胞（在人类肌肉中也存在）能直接调节机体的神经活性和肌肉收缩；通过释放神经递质谷氨酰胺，其行为就与神经元相似，而当一组小鼠体内的巨噬细胞被阻断时，受影响的肌肉就无法正常地运动了。研究者Simone di Giovanni教授说道，我们发现，在肌肉收缩和运动过程中，巨噬细胞在支持神经系统的代谢中扮演着关键角色，从而就能避免疲劳。

尽管后期研究人员还需要进行更多研究来证实相同的机制是否也适用于人类肌肉，但他们认为这种潜力是显而易见的；di Giovanni教授指出，这一研究发现不仅仅是这些免疫细胞和肌肉纺锤体之间的密切接触，而是其在机体运动中扮演着关键角色，这一点让我们觉得非常有意思，这一知识对于诸如慢性疲劳综合征和其它直接影响机体运动的免疫、肌肉和神经系统疾病也具有非常重要的意义。

巨噬细胞能在机体中很多器官中被发现，包括肝脏、大脑、骨骼、肺部和血液，尤其是感染部位，但这项研究中，研究人员首次发现其也存在于肌肉中；巨噬细胞在人类免疫系统中扮演着重要角色，其发挥着多种功能，包括吞噬和消化微生物、清除碎片和死细胞等。

综上，本文研究结果表明，谷氨酰胺所介导的肌肉纺锤体巨噬细胞（MSMP）信号及其对感觉线索的动态反应或能为科学家们理解机体感觉和运动活动能引入一个新的维度，或能为影响机体感觉运动功能的疾病提供创新性的治疗方法。（生物谷Bioon.com）

参考文献：

Yan, Y., Antolin, N., Zhou, L. et al. Macrophages excite muscle spindles with glutamate to bolster locomotion. Nature (2024). doi：10.1038/s41586-024-08272-5