通顺即药物：MIT揭示神经成就新机制

起头：MIT News

毫无疑问，锻练对身段有利。礼貌的通顺不仅能强化肌肉，还能增强骨骼、血管和免疫系统的功能。

如今，MIT 的工程师发现，锻练还不错在单个神经元的层面上发扬作用。他们不雅察到，当肌肉在通顺中减轻时，会开释一种被称为肌因（myokines）的生化信号“搀和物”。在这些由肌肉产生的信号作用下，神经元的助长速率是未讲和肌因神经元的四倍。这些细胞水平的本质标明，通顺在促进神经助长方面具有显贵的生化效应。

令东说念主骇怪的是，商榷东说念主员还发现，神经元不仅对通顺的生化信号有响应，也会受到其物理作用的影响。商榷团队不雅察到，当神经元反复受到拉伸和压缩——肖似于肌肉在通顺中减轻和舒展的经过——这些神经元的助前程度与走漏于肌因时的助前程度十分。

尽管此前的商榷已标明，肌肉活动与神经助长之间可能存在生化磋商，但商榷东说念主员指出，这是首个展示物理效应相同进军的商榷。关捆绑束也曾发表在 Advanced Healthcare Materials 期刊上，这为锻练经过中肌肉和神经之间的关系提供了新的认识，并可能为成就受损或退化的神经提供关系的通顺疗法提倡。

“当今咱们知说念这种肌肉与神经之间的交互作用确乎存在，这关于治愈神经毁伤等问题极度有匡助，举例神经与肌肉的疏通被堵截的情况。”MIT 机械工程系尤金·贝尔奇迹发展助理教授 Ritu Raman 示意，“或者通过刺激肌肉，咱们能够促进神经的愈合，从而匡助那些因创伤性毁伤或神经退行性疾病而失去活动才能的东说念主收复转移才能。”

Raman 是这项新商榷的资深作家，参与商榷的还有 MIT 机械工程系的 Angel Bu、Ferdows Afghah、Nicolas Castro、Maheera Bawa、Sonika Kohli、Karina Shah 和 Brandon Rios，以及 MIT 科赫概述癌症商榷所的 Vincent Butty。

肌肉的“对话”

2023 年，Ritu Raman 和她的团队发现，通过在创伤性肌肉毁伤部位植入肌肉组织，并用光反复刺激新植入的组织进行“锻练”，不错收复小鼠的通顺才能。跟着技能的推移，商榷东说念主员发现，这种锻练过的移植物匡助小鼠收复了通顺功能，其活动水平与健康小鼠十分。

商榷东说念主员对移植物进行了分析，发现礼貌的锻练会刺激移植肌肉产生某些生化信号，这些信号已知能够促进神经和血管的助长。

“这点很情理情理，因为咱们经常合计神经放手肌肉，但很少意想肌肉会向神经‘回报’。”Raman 说，“于是咱们启动念念考，刺激肌肉是否会促进神经助长。关联词，也有东说念主质疑这一论断，合计在动物体内可能还少见百种其他类型的细胞参与，很难讲授神经的助长是获胜由肌肉引起的，而不是免疫系统或其他因素在起作用。”

在这项新商榷中，团队旨在详情锻练肌肉是否获胜影响神经助长。他们将商榷范迫临集在肌肉和神经组织自身。商榷东说念主员先将小鼠肌肉细胞培养成细长的纤维，这些纤维随后会通成一派约有硬币大小的老练肌肉组织。

团队对这些肌肉组织进行了基因改进，使其能够对光产生减轻响应。这种改进让商榷东说念主员通过反复闪光刺激肌肉减轻，从而模拟锻练的经过。Raman 此前开拓了一种更始的凝胶垫，不错用于培养和锻练肌肉组织。这种凝胶材料具有撑执肌肉组织的特质，同期在锻练经过中防护肌肉组织零碎。

随后，商榷东说念主员收罗了肌肉锻练时周围溶液的样本，揣摸这些溶液中应含有肌因，包括助长因子、RNA 以过头他卵白质的搀和物。

“我将肌因视为肌肉分泌的一种‘生化浓汤’，其中一些因素对神经有利，而其他因素可能与神经无关。”Raman 解释说念，“肌肉险些一直在分泌肌因，但当你锻练时，它们的分泌量会增多。”

“通顺即药物”

团队将肌因溶液改换到一个装有通顺神经元的落寞培养皿中。这些神经元来自放手自发通顺的脊髓神经，由小鼠干细胞培养而成。与肌肉组织一样，这些神经元也在肖似的凝胶垫上助长。在讲和到肌因搀和物后，商榷团队不雅察到神经元快速助长，其速率是未讲和生化溶液神经元的四倍。

起头：MIT News

“它们助长得更远、更快，且落幕险些是立竿见影的。”Raman 指出。

为深远了解神经元怎样对通顺教育的肌因作出响应，商榷团队进行了基因分析，从神经元中索要 RNA 以检测肌因是否引起了某些神经元基因抒发的变化。

“咱们发现，通顺刺激的神经元中好多上调的基因不仅与神经元助长关联，还波及神经元的老练度、与肌肉和其他神经的通讯才能，以及轴突的老练进度。”Raman 说，“通顺似乎不仅影响神经元的助长，还对它们的老练度和功能性产生影响。”

这些落幕标明，通顺的生化效应能够促进神经元助长。接着，商榷团队念念考：通顺的纯正物理效应是否也会产生肖似的益处？

“神经元物理上附着在肌肉上，因此它们跟着肌肉的通顺而伸展和转移。”Raman 示意，“咱们还想知说念，即使莫得来自肌肉的生化信号，是否不错通过拉伸神经元，模拟通顺的机械力，从而对神经元的助长产生影响。”

为此，商榷东说念主员将另一组通顺神经元培养在镶嵌了袖珍磁体的凝胶垫上，然后使用外部磁体使凝胶垫和神经元走动震动。通过这种方式，他们每天“锻练”神经元 30 分钟。令他们骇怪的是，这种机械通顺相同刺激了神经元的助长，其助前程度与受到肌因作用的神经元十分，远远擢升未受任何时势锻练的神经元。“这是一个好迹象，标明通顺的生化和物理效应相同进军。”Raman 说说念。

在讲授锻练肌肉能够在细胞水平上促进神经助长后，团队蓄意商榷怎样诈欺针对性的肌肉刺激来促进受损神经的助长和成就，从而匡助患有ALS等神经退行性疾病的东说念主收复活动才能。

“这仅仅咱们领路和放手‘通顺即药物‘的第一步。”Raman 示意。

原文华集：

https://news.mit.edu/2024/when-muscles-work-out-they-help-neurons-grow-1112