发现了昼夜节律和肌肉修复之间的新联系

西北医学研究人员发现了一种新的机制，将昼夜节律控制的细胞代谢和再生与损伤后肌肉修复联系起来，根据最近发表在杂志上的研究结果基因与发育．

Clara Peek博士，生物化学和分子遗传学的助理教授，是这项研究的资深作者。

昼夜节律(身体内部调节休息和清醒的24小时时钟)的中断与不同代谢疾病的发病机制有关，包括糖尿病和肥胖症。然而，关于其与组织再生和肌肉修复仍然有限。

在目前的研究中，Peek的团队调查了成人肌肉干细胞的作用生物钟在控制小鼠急性缺血性损伤后肌肉再生和组织修复中的作用。他们把注意力集中在bmal1蛋白上——一种几乎在体内所有细胞中都有表达的生物钟调节蛋白——旨在确定它在肌肉干细胞和更大的肌肉修复中的确切作用。

“Bmal1控制基因表达的节奏，包括调节睡眠、活动、激素和代谢的节奏。它已被证明是重要的增殖和肌肉修复，但分子机制Peek说，他也是内分泌学、代谢和分子医学部门的医学助理教授，也是西北大学Robert H. Lurie综合癌症中心的成员。

Peek和她的团队发现，与不活动或休息时相比，小鼠在活动或清醒时受伤后的肌肉修复效果更好。此外，肌肉干细胞内Bmal1蛋白的缺失导致肌肉再生受损。

通过代谢组学分析，研究人员在体内研究了大约10,000个活化的肌肉干细胞和培养的成肌细胞或过早的肌肉细胞，研究人员证明，Bmal1的损失减少了损伤后第三天激活的肌肉干细胞的数量。

此外，Bmal1的缺失损害了细胞的反应肌肉干细胞到缺氧——组织中氧气不足以维持正常的身体功能——在受伤后发生。Bmal1的缺失也导致糖酵解减少，或细胞产生的能量减少。

最后，研究人员发现，在缺乏bmal1的成肌细胞中增加NAD+ -一种对体内所有代谢过程至关重要的辅酶，可以恢复肌肉干细胞增殖和肌纤维的形成。

“我们的发现是将氧化还原代谢物NAD+恢复到时钟中断的茎细胞可以恢复正常的增殖和肌肉纤维的形成是令人兴奋的，因为这表明NAD+的恢复可以抵消肌肉损伤在一天中的'错误'时间，在正常休息时间的影响，”Peek说。

Peek说，她的团队现在有兴趣研究肌肉干细胞生物钟和NAD+调节在运动后肌肉修复和生长中的影响，以及肌肉干细胞时钟在运动中的重要性肌肉老化期间的修复。

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