间歇性禁食与局部Wnt3a治疗的结合证实能恢复老年小鼠的骨修复能力,这为逆转年龄相关组织衰退提供了一种方法。
研究发现间歇性禁食与生物医学绷带的结合,能使老年小鼠的骨愈合能力恢复至年轻动物的水平。
随着全球人口老龄化,人体再生和自我修复能力的下降带来了挑战。骨修复的关键是名为骨祖细胞的细胞,它能产生新的骨组织。随着年龄的增长,这些细胞的数量和功能都会下降,限制了骨骼再生的能力,头盖骨特别容易受到与年龄有关的愈合问题的影响。骨祖细胞壁龛主要有两个,一个是覆盖在所有扁平骨上的骨膜,一个是仅存在于颅骨之间的缝合间充质。
为了深入了解骨愈合中与年龄相关的变化,研究团队在小鼠模型中研究了骨膜和缝合线间质是如何随年龄变化的。他们分析了小鼠颅骨在衰老过程中的变化,发现随着年龄的增长,骨骼结构和愈合能力都明显下降。研究小组注意到,骨膜成骨组织中的血管从成年期开始减少。老化的成骨区室的变化包括肌动蛋白水平的增加和细胞核的延长,这两者都是硬度增加的标志。老年小鼠表现出生物能量通路的下降,尤其是线粒体功能的下降。这些改变导致骨祖细胞数量减少和功能受损,削弱骨健康和修复能力。
研究小组尝试使用Wnt3a绷带来增加老年小鼠的骨祖细胞数量,虽然增加了骨祖细胞的数量,但并没有恢复愈合能力。间歇性禁食已被证明可以改善成年动物的骨密度。研究小组尝试将Wnt3a绷带治疗与间歇性禁食相结合,用于患有颅骨骨缺损的老年小鼠,实验结果是老年小鼠的骨修复水平与年轻得多的小鼠相当。进一步的分析表明,间歇性禁食通过提高线粒体活性和减少与年龄相关的细胞压力,使骨祖细胞恢复活力。这些效果可以通过针对特定途径的补充剂来模拟,比如烟酰胺单核苷酸,可以增强线粒体能量的产生。
肠道微生物群的变化,尤其是嗜粘杆菌的增加,在促进组织健康和修复方面发挥了关键作用。骨骼修复的改善是在不改变总热量摄入的情况下实现的,是通过禁食本身实现的,虽然发现带来了希望,但这项工作仍处于早期阶段。
间歇性禁食、短期提高细胞能量或通过短期治疗改善肠道微生物群等短期治疗方案的影响说明衰老的组织处于一种可以逆转的状态。通过有针对性的干预,衰老组织保留了改善健康的潜力。