幼年鳟鱼肌肉增生能力的下降与肌源性前体细胞微环境的支持功能显著受损有关

《Skeletal Muscle》：Declining muscle hyperplasia in juvenile trout is associated with a significant impairment of the supportive function of the myogenic progenitor niche

　　

摘要

背景

与哺乳动物和鸟类不同，后者的新肌肉纤维形成（增生）在出生后就会停止，而像鳟鱼这样体型较大且生长迅速的鱼类在孵化后会经历一次显著的增生高峰，随后增生速度会明显减缓。本研究通过评估肌肉干细胞（MuSCs）的数量、成肌潜能及其微环境功能的变化，来探讨它们在这一过程中的作用。

方法

通过测量不同生长阶段（10克至2公斤）白肌中纤维的总数及其横截面积（CSA）来研究增生动力学。利用< />原位杂交技术对生长过程中的MuSCs进行了定量分析。为了评估MuSCs微环境的支持能力，从Tg(mlc2:gfp)鳟鱼品系中提取的肌肉来源细胞（MDCs）被移植到不同生长阶段的野生型鳟鱼肌肉中。移植肌肉中GFP的表达情况被用作成肌前体细胞分化的指标。

结果

组织学分析显示，10克至500克重的鳟鱼体内，增生和MuSCs密度（此处定义为< />⁺细胞）显著下降。使用Tg(mlc2:gfp)鳟鱼（10克供体）的MDCs进行的移植实验表明，随着鳟鱼体重的增加，其微环境功能发生了变化。将早期（100克）到晚期（2公斤）供体鳟鱼的Tg(mlc2:gfp) MDCs移植到10克重的野生型受体鳟鱼体内时，发现GFP信号减弱。对移植后产生的GFP⁺纤维的详细分析显示，在10克重的受体肌肉中小横截面积的GFP⁺纤维增多，而在100克重的受体肌肉中则没有这种现象，这表明微环境支持增生的能力迅速下降。此外，通过比较同龄但体重不同的鳟鱼，我们发现体重增加而非时间老化是导致这种下降的关键因素。

结论

总体而言，这些结果表明，鳟鱼肌肉增生能力的下降与MuSCs微环境的早期受损以及MuSCs密度降低有关。此外，体重增加的作用比老化更为关键。这些原创性发现为理解脊椎动物肌肉生长过程中增生能力下降的机制提供了新的见解。