發(fā)育基因和途徑嚴格調控著胚胎的發(fā)育。這個過程是由所謂的Hox基因強烈驅動的?，F(xiàn)在，研究人員發(fā)現(xiàn)，這些基因當中的一個——Hoxa9，在老年時期被重新激活。這限制了肌肉干細胞的功能，因此，限制了骨骼肌的再生能力。具有諷刺意味的是，這些研究結果表明，控制胚胎發(fā)育過程的相同基因，也會損害老年人干細胞的功能性和再生。盡管如此，這個過程可以通過抑制Hoxa9表觀遺傳學激活的化合物而得以修復；從而為衰老再生治療指出了新的靶點。
妊*期胚胎的發(fā)育是生命中zui復雜的一個過程?；虮粡娏壹せ睿l(fā)育學途徑必須通過一種高度和準確定時的方式，完成這項工作。所謂的Hox基因在這一過程中起著重要的調節(jié)作用。雖然在整個生命過程成年組織中的干細胞仍然是可檢測的，但是出生后，它們只有很少是活躍的。然而現(xiàn)在，研究人員證明，在老年期，在受損傷之后，一個這樣的Hox基因——Hoxa9，在小鼠的肌肉干細胞中是被強烈重新激活的；從而導致在骨骼肌再生能力下降。有趣的是，當這種錯誤的基因激活被化學化合物抑制時，衰老小鼠的肌肉再生得以改善，從而提出了旨在改善老年肌肉再生的新療法。
目前這項研究zui大的驚喜是，在老年人當中，肌肉損傷后Hoxa9的激活會損害肌肉干細胞的功能——而不是提高它。zui初，Hoxa9誘導的發(fā)育途徑負責體軸的適當發(fā)育，例如手指的發(fā)育。干細胞的功能下降，可導致整個骨骼肌再生能力不可避免的下降。隨著年齡的增長，這可能會削弱損傷后的肌肉力量。干細胞和組織老化的過程還沒有得以*理解。人們已經(jīng)認識到，控制胚胎發(fā)育的信號在老化的干細胞中被激活。然而，控制這些信號的調節(jié)基因還沒有在衰老過程中進行分析。從進化的角度來看，Hox基因是非常老的。它們調節(jié)幾乎整個動物界的器官發(fā)育——從果蠅到人類。我們非常驚奇地發(fā)現(xiàn)，這些基因的錯誤再激活可導致肌肉中的干細胞老化。這一發(fā)現(xiàn)將從根本上影響我們對于老化過程的理解。
改變了的表觀遺傳應激反應
在一個胚胎中發(fā)育基因的激活，必須非常的定時，才能確保的組織形成和器官發(fā)育。這個脆弱的過程是由表觀基因組變化——即DNA的化學修飾——調節(jié)的。研究小組應用一種新的方法來識別損傷后發(fā)生在肌肉干細胞中的表觀遺傳學變化，作為Hox基因在老年時被重新激活的可能原因。讓人吃驚的是，老的肌肉干細胞沒有在非損傷肌肉中的靜止期表現(xiàn)出表觀基因組的錯誤激活。僅僅為了響應肌肉損傷，干細胞顯示出異常的表觀遺傳應激反應，這可導致DNA的開放，因此，導致發(fā)育途徑的活化。
胚胎基因的一個類似再激活，是否也會導致老年人的肌肉維持損失。研究證明，限制表觀基因組變化的醫(yī)學化合物，可提高老年小鼠的肌肉再生能力。到目前為止，這種方法的特異性太差，并且影響幾個細胞和組織中的基因修飾。
