【Cell子刊】斯坦福大学绘制单细胞图谱揭示运动对衰老过程中干细胞功能和稳态的影响

近日，斯坦福大学医学院的研究人员在《Cell Stem Cell》期刊发表了题为“Exercise reprograms the inflammatory landscape of multiple stem cell compartments during mammalian aging”的研究论文。该研究生成了一个完整的单细胞图谱来研究运动对衰老过程中干细胞功能和组织稳态的影响，为衰老过程中运动对干细胞的影响提供了一个全面的分子层面框架。

https://www.cell.com/cell-stem-cell/fulltext/S1934-5909(23)00087-5

哥本哈根大学研究

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干细胞是人体的万能细胞，干细胞在一定条件下可以分化成多种功能细胞，具有修复各种组织功能和再生器官的能力，不论是对于遗传病还是现代流行病，是神经系统、内脏器官，还是皮肤肌理，干细胞都被认为是一种极具潜力的新型“遗传性”资源。

哥本哈根大学的一项研究发现，定期运动能促进关键干细胞的数量，使肌肉保持年轻和健康。具体来看，这是第一项深入研究肌肉纤维去势（导致质量和功能损失）与老年肌肉干细胞下降之间关系的研究。研究还发现，当涉及到保护与年龄有关的肌肉功能下降时，即使是少量的运动似乎也有很大的作用。

斯坦福大学既往研究

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2022年7月，斯坦福大学就在《Nature Reviews Molecular Cell Biology》上发表了相关研究综述，该综述指出运动可使衰老的肌肉恢复活力，原因是通过逆转细胞周期蛋白D1水平的年龄依赖性增加，将其恢复到年轻水平。敲除细胞周期蛋白D1基因，可阻止运动诱导的肌肉干细胞功能增强。此外，可通过诱导细胞中的细胞周期蛋白D1表达来恢复衰老肌肉干细胞的功能。有趣的是，将运动过的老年动物的血浆转移到“久坐”的老年动物，也可带来运动的益处。

在神经干细胞中，也观察到了运动后老年动物的再生恢复作用。将运动后的血浆会促进神经发生和认知功能改善。其中可能有几种机制：首先，运动可以增加补体级联反应的抑制剂水平。二，血液中GPLD1水平随着运动而增加。然而，衰老的造血干细胞，似乎抵抗运动带来的有益效果。

最新研究

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2023年4月19日，斯坦福大学发表的最新研究中，研究团队让年轻小鼠和老年小鼠进行有氧运动（自主跑轮），并生成了肌肉、神经和造血干细胞及其生态位细胞和后代的单细胞转录组图谱，并辅以单个肌纤维的全转录组分析。

具体来说，研究团队系统分析了435628个来自骨骼肌、侧脑室下区（SVZ）、骨髓造血干/祖细胞（HSPC）以及外周血免疫细胞的单细胞RNA测序数据，这些细胞分别来自未跑步的年轻小鼠、自主跑步的年轻小鼠、未跑步的老年小鼠和自主跑步的老年小鼠。从而生成了一个完整的单细胞图谱来研究运动对衰老过程中干细胞功能和组织稳态的影响。

结果显示，运动减少了来自所有不同来源的干细胞类型的炎症特征，并恢复了骨骼肌中年轻状态的细胞间通讯，表明了运动对循环和组织驻留免疫细胞的组成和转录组景观有深远的影响。这项研究在转录水平上提供了多种衰老干细胞和生态位细胞对运动的协调反应的全面观点，为衰老过程中运动对干细胞的影响提供了一个全面的分子层面框架。（转化医学网360zhyx.com）

参考资料：

https://www.cell.com/cell-stem-cell/fulltext/S1934-5909(23)00087-5

注：本文旨在介绍医学研究进展，不能作为治疗方案参考。如需获得健康指导，请至正规医院就诊。