近日,《Nature》杂志上发表了一篇题为“Macrophages excite muscle spindles with glutamate to bolster locomotion”的研究报告。来自帝国理工学院等机构的科学家们揭示了巨噬细胞——一种白细胞类型,在控制机体肌肉收缩和运动中扮演着意想不到的关键角色。这一发现推翻了长期以来认为肌肉收缩和运动完全由神经系统(包括大脑和脊髓)控制的传统假设。
#### 关键研究成果
##### 巨噬细胞的新功能
研究人员通过对小鼠的研究发现,靠近肌肉纺锤体(muscle spindles)的CX3CR1+巨噬细胞表达了一种独特的分子特征,使其能够丰富进行谷氨酰胺能传递的神经元基因。这些特殊适应能力的巨噬细胞存在于人类肌肉中,能够直接调节神经活性和肌肉收缩。它们通过释放神经递质谷氨酰胺来模拟神经元的行为;当实验中小鼠体内的这些巨噬细胞被阻断时,受影响的肌肉无法正常运动。
##### 支持神经系统的代谢角色
研究者Simone di Giovanni教授指出,巨噬细胞在肌肉收缩和运动过程中支持神经系统的代谢功能,有助于避免疲劳。这表明巨噬细胞不仅参与免疫反应,还在维持正常的运动功能方面起着重要作用。
#### 对人类健康的潜在影响
尽管需要进一步的研究来确认相同机制是否适用于人类肌肉,但研究人员相信这种潜力是显而易见的。di Giovanni教授强调,这项发现不仅仅展示了免疫细胞与肌肉纺锤体之间的密切接触,更重要的是揭示了其在机体运动中发挥的关键作用。这一新知对于理解诸如慢性疲劳综合症和其他直接影响运动的免疫、肌肉及神经系统疾病具有重要意义。
#### 巨噬细胞在其他器官中的作用
巨噬细胞广泛存在于多个器官中,如肝脏、大脑、骨骼、肺部和血液,尤其是在感染部位。然而,在这项研究之前,人们并未意识到它们也存在于肌肉组织内。作为人体免疫系统的重要组成部分,巨噬细胞执行多种功能,包括吞噬和消化微生物、清除碎片和死细胞等。
#### 结论与未来展望
综上所述,本研究表明,谷氨酰胺介导的肌肉纺锤体巨噬细胞(MSMP)信号及其对感觉线索的动态响应为理解机体的感觉和运动活动引入了一个全新的维度。这不仅扩展了我们对巨噬细胞生物学功能的认识,也为探索影响感觉运动功能疾病的创新治疗方法提供了新的思路。
未来的研究将继续验证这些发现是否适用于人类,并深入探讨巨噬细胞如何精确调控肌肉运动的具体机制,以及这种调控机制在不同病理条件下可能的变化。此外,科学家们还将探索利用这些知识开发治疗相关疾病的新策略,以改善患者的生活质量。