新發(fā)現(xiàn)：玻尿酸還能喚醒干細胞修復肌肉

■傅昭儀

提起玻尿酸，多數(shù)人首先想到的是它的美容價值和功效。的確，近些年來，真皮下注射填充玻尿酸已經(jīng)成為最受中國女性歡迎的醫(yī)美項目之一。然而，玻尿酸的應用遠不止美容。

玻尿酸是透明質(zhì)酸（Hyaluronic acid）的俗稱，簡稱HA，是一種酸性黏多糖。1934 年，美國哥倫比亞大學眼科教授Karl Meyer 首次從牛眼玻璃體中分離出該物質(zhì)。科學研究發(fā)現(xiàn)，玻尿酸同樣廣泛分布在人體各部位，因其獨特的分子結構和理化性質(zhì)，在人機體內(nèi)顯示出多種重要的生理功能。

玻尿酸對人體健康的多種作用

首先，玻尿酸有一個重要的特質(zhì)就是具有極強的鎖水、保水作用，可以吸收相當于自身500 倍的水分，是目前發(fā)現(xiàn)的自然界中保濕性非常好的物質(zhì)，被稱為理想的天然保濕因子。人的皮膚中含有玻尿酸，它可以幫助皮膚從體內(nèi)及皮膚表層吸收水分，還能增強皮膚長時間的保水能力，使得彈力纖維及膠原蛋白處在濕潤的環(huán)境中，皮膚也因此更富有彈性。人類皮膚的成熟和老化過程隨著玻尿酸的含量和新陳代謝而變化，這也是玻尿酸用于美容的科學原理。

其次，玻尿酸還常用于骨關節(jié)炎注射劑。玻尿酸是關節(jié)腔滑液的主要成分，對關節(jié)起到潤滑作用，能減少骨骼組織之間的摩擦，從而保護關節(jié)軟骨，避免出現(xiàn)磨損。同時，關節(jié)軟骨也含有大量的玻尿酸，它可在軟骨細胞周圍形成厚度不同的玻尿酸外殼，對軟骨細胞起屏蔽作用。就像一層緩沖墊，不僅緩解對關節(jié)的沖擊力，還對關節(jié)滑液中進出軟骨基質(zhì)的各種物質(zhì)具有過濾作用。

早在幾十年前，玻尿酸就被運用在關節(jié)治療中。在膝關節(jié)中注射玻尿酸，能補充患者流失的玻尿酸，提供潤滑、吸震，保護軟骨細胞的功能，也可防止蛋白聚醣由基質(zhì)流失，起到促進關節(jié)軟骨愈合與再生的作用，從而緩解疼痛，增加關節(jié)的活動度。除去關節(jié)內(nèi)注射玻尿酸治療骨關節(jié)炎癥，口服玻尿酸也被發(fā)現(xiàn)在治療骨關節(jié)炎癥上起到了明顯效果。臨床顯示，口服高純度玻尿酸的患者膝關節(jié)疼痛得到明顯緩解。

除此之外，因玻尿酸具有良好的吸濕性、潤滑性、黏彈性及促進成骨、抗炎、抑菌等多種生物活性，它也被廣泛應用于口腔疾病治療，例如常見的牙周疾病、口腔黏膜病、口腔種植、口腔護理等等。

隨著研究的不斷擴展和深入，玻尿酸的更多作用將會被挖掘出來。

玻尿酸在肌肉修復中的喚醒作用

一項新近發(fā)表在頂尖學術期刊《科學》上的研究發(fā)現(xiàn)，玻尿酸對于肌肉修復也非常重要。來自加拿大渥太華大學等研究機構的研究人員揭示了控制肌肉修復的一種獨特的細胞通信形式，并證明透明質(zhì)酸（即玻尿酸）是控制這種基本相互作用的關鍵分子。這一發(fā)現(xiàn)為增強肌肉再生開辟了新的途徑。

骨骼肌組織是人體中最大的組織之一，其對人體的運動功能有著至關重要的作用。但在人們?nèi)粘ｓw育鍛煉或外科手術中，都有可能造成不同程度的肌肉損傷。好在我們的骨骼肌在急性損傷后有很強的修復能力，可以恢復其結構和功能。

肌肉的修復能力很大程度上歸功于肌肉干細胞（MUSC）。受損的肌纖維等釋放的信號可以將原本處于休眠狀態(tài)的肌肉干細胞喚醒，促使它們制造出新的肌纖維。

為了確保肌肉干細胞有效修復肌肉，還有一個必不可缺的參與者是免疫細胞。該研究作者加拿大渥太華醫(yī)院的Jeffrey Dilworth 教授解釋說：“當肌肉受損時，免疫細胞會在肌肉干細胞開始修復之前迅速進入組織并消除損傷，這一點非常重要。我們的研究顯示，肌肉干細胞已準備好立即開始修復，但免疫細胞將這些干細胞維持在靜止狀態(tài)，同時完成清理工作。大約40 小時后，一旦清理工作完成，肌肉干細胞的內(nèi)部警報就會響起，使它們能夠醒來并開始修復。”

他們在這項新研究中發(fā)現(xiàn)，玻尿酸正是這個“內(nèi)部鬧鐘”的關鍵，告訴肌肉干細胞什么時候啟動肌肉修復。因為玻尿酸是一種糖胺聚糖聚合物，可整合到肌肉干細胞的細胞外基質(zhì)中改變硬度，同時充當各種信號通路的“變阻器”。

具體來說，發(fā)生肌肉損傷后，肌肉干細胞開始產(chǎn)生玻尿酸并“涂”在自己周圍。一旦涂層變得足夠厚，這種基質(zhì)蛋白就能幫助肌肉干細胞阻擋來自免疫細胞的休眠信號，使其退出靜息狀態(tài)，從而進入細胞周期并啟動修復工作。

為了驗證這一點，他們使用化學抑制劑來抑制野生型肌肉干細胞中的玻尿酸。結果發(fā)現(xiàn)，經(jīng)抑制劑處理后，和肌肉干細胞一起孵化的損傷肌肉提取物在進入細胞周期這一過程中受損。這一結果表明，野生型肌肉干細胞需要合成玻尿酸來修復損傷后的肌肉。

應用前景

從這項研究結果來看，有利于肌肉修復的玻尿酸似乎取決于它由肌肉干細胞產(chǎn)生。論文的主要作者Kiran Nakka博士指出：“衰老與慢性炎癥、肌肉衰弱、肌肉干細胞蘇醒并修復損傷的能力降低等都有關系，如果我們能找到增強老年人肌肉干細胞產(chǎn)生透明質(zhì)酸（玻尿酸）的方法，這意味著可能有助于肌肉修復。”

該研究團隊正計劃繼續(xù)考察是否可以利用改變肌肉干細胞表觀遺傳學的藥物來促進產(chǎn)生玻尿酸。