揭示老年骨骼肌再生新机制：FAP-巨噬细胞互作中补体因子C3的关键作用

本研究通过空间转录组和单细胞测序技术，揭示了老年骨骼肌损伤后纤维脂肪祖细胞(FAPs)与单核/巨噬细胞通过补体因子C3介导的互作机制。发现FAPs分泌的C3能促进巨噬细胞代谢重编程和吞噬功能，为改善老年肌肉再生能力提供了新靶点。

　　

随着人口老龄化加剧，骨骼肌再生能力衰退已成为影响老年人生活质量的重要问题。骨骼肌作为人体最大的代谢器官，其再生过程需要多种细胞的精密协作，但老年个体的再生效率显著降低，这一现象背后的细胞互作机制尚不明确。传统研究多依赖小鼠模型，而人类骨骼肌再生特有的时空动态特征仍待揭示。

丹麦奥胡斯大学医院Steno糖尿病中心的研究团队在《Nature Communications》发表重要成果，通过整合空间转录组、单细胞测序和功能实验，首次绘制了人类老年骨骼肌再生过程中纤维脂肪祖细胞(FAPs)与巨噬细胞的互作图谱。研究发现FAPs通过分泌补体因子C3调控巨噬细胞的代谢活性和吞噬功能，这一机制为开发针对老年肌肉再生障碍的干预策略提供了新方向。

研究采用空间转录组(10x Genomics Visium)分析老年受试者肌肉活检样本，结合流式细胞术和细胞分选验证细胞动态。通过配体-受体分析和功能实验，证实FAPs特异性表达C3并通过ITGAX+ITGB2受体激活巨噬细胞。使用体外共培养、吞噬实验和代谢分析等技术，揭示了C3对巨噬细胞功能的调控作用。

空间和时间转录组分析人类骨骼肌再生
通过电刺激诱导老年受试者股外侧肌损伤模型，获取损伤前及损伤后2/8/30天的肌肉活检。空间转录组聚类分析鉴定出10个具有不同功能的基因表达簇，其中ECM组织(簇6)、免疫反应(簇7)和肌纤维再生(簇8)相关基因在损伤后显著上调。

FAPs和巨噬细胞在再生中呈现时空关联
单细胞-空间去卷积分析显示，单核/巨噬细胞在损伤早期(2天)迅速增加，而FAPs在损伤中期(8天)达到峰值。免疫荧光证实PDGFR-α⁺
FAPs与CD68⁺
巨噬细胞在损伤区域共定位，Pearson相关性分析显示二者空间分布显著相关(r=0.17)。

补体因子C3是FAP-巨噬细胞通讯的关键介质
配体-受体分析发现C3-ITGAX+ITGB2是FAPs向巨噬细胞传递信号的主要通路。实验证实新鲜分离的人FAPs高表达C3蛋白，其分泌水平在分离后48小时急剧下降。损伤肌肉中C3⁺
肌纤维被巨噬细胞包围，共定位补体因子Bb提示C3b调理作用。

C3功能验证
体外实验显示，C3(100μg/mL)使巨噬细胞对凋亡C2C12肌细胞的吞噬率提高2.1倍。Seahorse代谢分析表明C3诱导巨噬细胞糖酵解增强(基础糖酵解率+38%)，这种代谢重编程支持其吞噬功能。

该研究首次在人类模型中阐明FAPs通过C3调控巨噬细胞的级联反应：损伤激活FAPs分泌C3→C3b调理坏死肌纤维→通过CD11c⁺
巨噬细胞促进吞噬→清除损伤区域并为再生创造微环境。这一发现不仅解释了老年肌肉再生障碍的可能机制（FAP功能衰退导致C3分泌不足），还为开发靶向补体通路的干预策略提供了理论依据。研究建立的公开数据库(https://dreamapp.biomed.au.dk/HuMdb/)为后续肌肉再生研究提供了宝贵资源。