發(fā)育基因和途徑嚴(yán)格調(diào)控著胚胎的發(fā)育。這個(gè)過程是由所謂的Hox基因強(qiáng)烈驅(qū)動(dòng)的。現(xiàn)在，研究人員發(fā)現(xiàn)，這些基因當(dāng)中的一個(gè)——Hoxa9，在老年時(shí)期被重新激活。這限制了肌肉干細(xì)胞的功能，因此，限制了骨骼肌的再生能力。具有諷刺意味的是，這些研究結(jié)果表明，控制胚胎發(fā)育過程的相同基因，也會(huì)損害老年人干細(xì)胞的功能性和再生。盡管如此，這個(gè)過程可以通過抑制Hoxa9表觀遺傳學(xué)激活的化合物而得以修復(fù)；從而為衰老再生治療指出了新的靶點(diǎn)。
妊*期胚胎的發(fā)育是生命中zui復(fù)雜的一個(gè)過程。基因被強(qiáng)烈激活，發(fā)育學(xué)途徑必須通過一種高度和準(zhǔn)確定時(shí)的方式，完成這項(xiàng)工作。所謂的Hox基因在這一過程中起著重要的調(diào)節(jié)作用。雖然在整個(gè)生命過程成年組織中的干細(xì)胞仍然是可檢測(cè)的，但是出生后，它們只有很少是活躍的。然而現(xiàn)在，研究人員證明，在老年期，在受損傷之后，一個(gè)這樣的Hox基因——Hoxa9，在小鼠的肌肉干細(xì)胞中是被強(qiáng)烈重新激活的；從而導(dǎo)致在骨骼肌再生能力下降。有趣的是，當(dāng)這種錯(cuò)誤的基因激活被化學(xué)化合物抑制時(shí)，衰老小鼠的肌肉再生得以改善，從而提出了旨在改善老年肌肉再生的新療法。
目前這項(xiàng)研究zui大的驚喜是，在老年人當(dāng)中，肌肉損傷后Hoxa9的激活會(huì)損害肌肉干細(xì)胞的功能——而不是提高它。zui初，Hoxa9誘導(dǎo)的發(fā)育途徑負(fù)責(zé)體軸的適當(dāng)發(fā)育，例如手指的發(fā)育。干細(xì)胞的功能下降，可導(dǎo)致整個(gè)骨骼肌再生能力不可避免的下降。隨著年齡的增長(zhǎng)，這可能會(huì)削弱損傷后的肌肉力量。干細(xì)胞和組織老化的過程還沒有得以*理解。人們已經(jīng)認(rèn)識(shí)到，控制胚胎發(fā)育的信號(hào)在老化的干細(xì)胞中被激活。然而，控制這些信號(hào)的調(diào)節(jié)基因還沒有在衰老過程中進(jìn)行分析。從進(jìn)化的角度來看，Hox基因是非常老的。它們調(diào)節(jié)幾乎整個(gè)動(dòng)物界的器官發(fā)育——從果蠅到人類。我們非常驚奇地發(fā)現(xiàn)，這些基因的錯(cuò)誤再激活可導(dǎo)致肌肉中的干細(xì)胞老化。這一發(fā)現(xiàn)將從根本上影響我們對(duì)于老化過程的理解。
改變了的表觀遺傳應(yīng)激反應(yīng)
在一個(gè)胚胎中發(fā)育基因的激活，必須非常的定時(shí)，才能確保的組織形成和器官發(fā)育。這個(gè)脆弱的過程是由表觀基因組變化——即DNA的化學(xué)修飾——調(diào)節(jié)的。研究小組應(yīng)用一種新的方法來識(shí)別損傷后發(fā)生在肌肉干細(xì)胞中的表觀遺傳學(xué)變化，作為Hox基因在老年時(shí)被重新激活的可能原因。讓人吃驚的是，老的肌肉干細(xì)胞沒有在非損傷肌肉中的靜止期表現(xiàn)出表觀基因組的錯(cuò)誤激活。僅僅為了響應(yīng)肌肉損傷，干細(xì)胞顯示出異常的表觀遺傳應(yīng)激反應(yīng)，這可導(dǎo)致DNA的開放，因此，導(dǎo)致發(fā)育途徑的活化。
胚胎基因的一個(gè)類似再激活，是否也會(huì)導(dǎo)致老年人的肌肉維持損失。研究證明，限制表觀基因組變化的醫(yī)學(xué)化合物，可提高老年小鼠的肌肉再生能力。到目前為止，這種方法的特異性太差，并且影響幾個(gè)細(xì)胞和組織中的基因修飾。
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