真正的“闪电侠”!中国学者Science Advances发现罕见的超快肌肉

【字体: 时间:2023年02月08日 来源:Science Advances

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  来自中国科学院动物研究所和北京干细胞与再生医学研究所的科学家们已经在老鼠腿上发现了这些肌肉,这为未来的研究提供了前景,这些研究可能会打破人类正常手臂和腿部运动的物理速度限制。

  
   

Three consecutive longitudinal sections of mouse GAS-SOL muscle were used for immunofluorescence staining and co-registered MSI    

小鼠GAS-SOL肌肉连续纵切3个切片进行免疫荧光染色和共配位MSI    


你可能会认为只有DC漫画的超级英雄闪电侠才能以每秒200步的速度奔跑,但在动物世界里,一种特殊的肌肉:被称为“超快肌纤维(superfast muscles,生物通注)”也可以像巴里·艾伦一样快速移动。

现在,来自中国科学院动物研究所和北京干细胞与再生医学研究所的科学家们首次在小鼠腿上发现了这些肌纤维,为未来研究打破正常人类手臂和腿部运动的物理速度限制带来了新希望。

传统上来说,超高速肌肉只在动物解剖学的一些不为人知的部位被发现,包括蜂鸟的翅膀、响尾蛇的尾巴和蝙蝠的喉部。虽然快抽动的肌肉,也就是运动员用于短跑等活动的肌肉,在哺乳动物四肢中广泛存在,但超快肌肉此前只在人类和哺乳动物解剖结构的一个部分中被发现:控制快速眼球运动的眼外肌。

该研究的资深作者黄仕强研究员(Ng Shyh Chang)说:“我们通过优化一项名为单细胞代谢组学成像的新技术实现了这一成就。”

研究人员利用这项新技术研究了冷冻小鼠腿部肌肉切片中的细胞。他们发现其中一些细胞含有代谢特征,即细胞代谢过程中产生的生物化学物质组,这通常只在超高速肌肉中发现。

小鼠腿上的超快细胞显示出大量与体育训练相关的代谢物和基因,也含有类似氧化肌肉的代谢特征。这是一种用于马拉松等耐力运动的抗疲劳肌肉。

科学家们假设,通过反复的神经刺激,小鼠的腿已经开始形成少量的超快肌肉,类似于控制人类眼球运动的肌肉。

有了这些知识,科学家们可能能够开启一系列广泛的治疗干预措施,突破人类四肢所能达到的物理边界。

文章标题

Spatial metabolomics reveals skeletal myofiber subtypes

作者简介:


Shyh-Chang NG博士,1984年出生于新加坡,曾获国际生物奥林匹克竞赛金牌。本科毕业于普林斯顿大学,师从诺贝尔奖获得者Eric Wieschaus。博士毕业于哈佛大学医学院,师从George Daley与Lewis Cantley。博士期间,Shyh-Chang NG在干细胞代谢领域做出了极具开创性的工作 (Shyh-Chang, N et al., Science, 2013; Shyh-Chang, N et al., Cell, 2013; Shyh-Chang, N et al., Cell Stem Cell, 2013; Shyh-Chang, N et al., Cell Metabolism, 2013; Zhu, H.*, Shyh-Chang, N.* et al., Cell, 2011; Zhang, W. C., Shyh-Chang, N. et al., Cell, 2012)。博士毕业后,Shyh-Chang NG直接回到新加坡基因研究所


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