Hvordan langsomme muskelfibre overbeviser deres naboer om at slutte sig til dem

Forskere fra Tokyo Metropolitan University har opdaget, at et protein, der udskilles af type I (langsomme) muskelfibre, nøglen til muskeludholdenhed, kan få omgivende myoblaster til at differentiere til type I-fibre. Dette hæver den fremherskende visdom, som siger, at vores hurtige/langsomme fiberforhold ikke kan ændres væsentligt. De identificerede også den kemiske vej, hvorved proteinet påvirker differentiering. Sådanne fund kan en dag føre til terapier for at kontrollere langsom muskelsundhed.

Skeletmuskelvæv består af hundredtusindvis af fibre, som trækker sig sammen på kommando. De er dog ikke alle ens. Der er "langsomme" type I muskelfibre, vigtige for udholdenhedstræning, og "hurtige" type II fibre, som kan reagere meget hurtigere, men i kortere perioder. Type I-fibre kan sammenlignes med maratonløbere, mens type II-fibre kan kaldes sprintere. I lang tid har den fremherskende visdom været, at forholdet mellem type I og type II fibre i vores muskler i høj grad bestemmes ved fødslen.

Men forskerne begynder at finde ud af, at det ikke er tilfældet. Et team af forskere fra Tokyo Metropolitan University ledet af professor Nobuharu Fujii har nu opdaget, at et protein, der udskilles af type I muskel kendt som R-spondin3 (Rspo3), kan være nøglen til udviklingen af ​​nye type I fibre. Da myoblaster, forstadier til muskelceller, blev behandlet med Rspo3, begyndte de at producere betydeligt større mængder Myosin Heavy Chain I (MyHC I), et protein produceret af type I muskel.

Effekten syntes at være unik for myoblaster i de tidlige stadier af deres udvikling. Dette betyder, at type I-fibre aktivt inducerer dannelsen af ​​flere type I-fibre i deres nærhed, udskiller Rspo3 og virker på differentieringen af ​​nærliggende celler. Fundet kaster nyt lys over musklernes rolle i vores kroppe og sætter gang i konventionel visdom, som siger, at forholdet mellem type I og type II fibre ikke kan ændres. Holdet var også i stand til at vise, at dette skete via en specifik kaskade af kemiske reaktioner kendt som Wnt/beta-catenin-vejen, ansvarlig for den nødvendige ophobning af beta-catenin inde i celler. Eksperimenter for kunstigt at reducere mængden af ​​beta-catenin i celler førte for eksempel til undertrykkelse af øget MyHC I-ekspression.

Type 2-diabetes og mangel på motion er to af mange årsager til, at langsomme muskelfibre kan atrofiere. Holdets resultater tyder på, at det faktisk er muligt specifikt at fremme udviklingen af ​​type I-fibre gennem terapeutiske midler. For eksempel kan Rspo3 bruges direkte som en behandling eller bruges til at differentiere muskelceller taget fra en patient, før vævet genplantes. Hvis celler kan udskille Rspo3 og påvirke omgivende celler, vil fordelene være mere end blot den masse, der genindføres. Sådanne indsigter lover spændende nye muligheder for behandlinger for at forbedre muskelfunktionen, en nøgleudfordring for aldrende befolkninger og samfundet.

Undersøgelsen vises i Scientific Reports . + Udforsk yderligere

Muskler ser ud til at vokse, snarere end at skrumpe, hos nogle kritisk syge COVID-patienter