Science子刊：肌肉干细胞的生物钟在肌肉修复中起着重要作用

人体的生物钟不仅决定了我们什么时候睡觉，还决定了我们的肌肉愈合的速度。如今发表在Science Advances期刊上的一项新的研究表明在小小鼠中，肌肉损伤在身体自然清醒时间发生时愈合得更快。这些发现可能对轮班工作人员产生影响，也可能有助于理解衰老和肥胖的影响。这项研究也可能有助于解释时差和夏令时变化等干扰如何影响昼夜节律（也称为生物钟）和肌肉恢复。

论文通讯作者、美国西北大学范伯格医学院生物化学和分子遗传学助理教授、资深作者Clara Peek说，“在我们的每个细胞中，我们都有形成分子生物钟的基因。这些生物钟基因编码了一组转录因子，调节全身的许多过程，并将其与一天中的适当时间同步。睡眠/觉醒行为、代谢、体温和激素——所有这些都是昼夜节律。”

Peek实验室之前的研究发现，当损伤发生在正常清醒时间时，小鼠的肌肉组织再生速度更快。当小鼠在正常睡眠时间内经历肌肉损伤时，愈合速度减慢。

在这项新的研究中，Peek和她的合作者试图更好地了解肌肉干细胞内的生物钟如何根据一天中的时间来控制肌肉组织再生。他们在一天中的不同时间对小鼠受伤和未受伤的肌肉进行了单细胞测序。他们发现，一天中的时间会影响肌肉干细胞的炎症反应水平，肌肉干细胞会向中性粒细胞发出信号，其中中性粒细胞是肌肉再生中首先作出反应的先天免疫细胞。

Peek 说，“我们发现，当小鼠在清醒期遭受肌肉损伤时，受伤后这些细胞之间的信号传导要强烈得多。这是一个令人兴奋的发现，进一步证明肌肉再生的生物钟调节是由这种干细胞-免疫细胞相互作用决定的。”

他们发现，肌肉干细胞的生物钟也会影响损伤后NAD+的产生，其中NAD+是一种存在于所有细胞中的辅酶，对在体内产生能量至关重要，并参与数百种代谢过程。

接下来，通过使用一种基因操纵的小鼠模型，该模型专门促进肌肉干细胞中NAD+的产生，Peek和她的合作者发现NAD+诱导炎症反应和中性粒细胞招募，促进肌肉再生。这些发现可能与理解衰老和肥胖中发生的昼夜节律紊乱特别相关。

Peek 说：“与肥胖和糖尿病等衰老和代谢综合征相关的昼夜节律紊乱也与肌肉再生减少有关。如今，我们可以问：这些昼夜节律紊乱是否会导致这些疾病中肌肉再生能力较差？这与免疫系统是如何相互作用的？”

展望未来，Peek和她的合作者希望确切地确定NAD+如何诱导免疫反应，以及这些反应在疾病中是如何改变的。（生物谷 Bioon.com）

参考资料：

Pei Zhu et al, Immunomodulatory role of the stem cell circadian clock in muscle repair, Science Advances (2025). DOI: 10.1126/sciadv.adq8538.