2.1   卫星细胞的功能和作用   卫星细胞位于肌纤维膜与基底膜之间，属于肌源性干细胞[1]，具有较强的增殖、分化潜能。正常哺乳动物体内，卫星细胞通常处于静息状态，但当肌肉组织受到高强度训练、损伤或其他外界刺激时，卫星细胞便被激活[2]，随后进入细胞周期，通过增殖、迁移、分化及融合等一系列复杂的生物学过程，最后形成新的肌纤维，以恢复正常的组织结构，维持骨骼肌的生长发育。当骨骼肌受到损伤时，卫星细胞能够被激活并分化成肌原细胞，这些肌原细胞随后能够融合形成新的肌纤维束来修复骨骼肌损伤，卫星细胞还具有自我更新和增殖的能力，能够维持骨骼肌的稳态[2]。卫星细胞在维护骨骼肌健康方面发挥着十分重要的作用，衰老导致骨骼肌减少，引发的肌力和耐力下降等症状均与卫星细胞密切相关，且卫星细胞受机体微环境等因素所影响[3]。 2.2   卫星细胞衰老的机制   卫星细胞衰老对骨肌功能产生了重要的影响。卫星细胞衰老的机制包括卫星细胞再生能力下降、卫星细胞的串扰能力随生态位变化、卫星细胞年龄依赖性损失和卫星细胞异质性变化。这些衰老机制主要受到环境改变、表观遗传学和细胞周期调控等因素的影响。衰老会导致卫星细胞激活、增殖和自噬能力下降，细胞衰老和凋亡通路扰乱，并影响细胞间信号传递和通路的活性。另外，衰老还会导致卫星细胞数量和功能的下降，影响组织修复能力和骨骼肌稳态。在衰老过程中，卫星细胞的异质性和转录网络也会发生改变，进一步影响卫星细胞的功能。了解这些衰老机制对于揭示组织再生和维持的分子机制具有重要意义。基于当前证据，衰老的生物学机制主要包括再生能力下降、串扰能力随生态位变化、年龄依赖性损失和异质性变化等，其中具体的生物学机制见图3。"

2.2.1   卫星细胞再生能力下降   卫星细胞的激活和增殖能力因衰老而下降，主要受到环境改变的影响。表观遗传学角度来看，p16细胞周期抑制蛋白(cyclin-dependent kinase inhibitor 2A，p16INK4A)的抑制和卫星细胞处于先存在状态是导致卫星细胞再生潜能丧失的关键因素[4]。自噬缺陷亦可能导致氧化应激和p38α和β型线粒体相关蛋白激酶以及SLUG转录抑制因子下调等机制受限，进一步制约卫星细胞的激活[5]。另外，细胞周期蛋白抑制剂及其亚细胞定位的改变对衰老卫星细胞的活性亦发挥负面影响[6]。衰老骨骼肌中的细胞衰老和凋亡通路亦被扰乱，而自噬相关基因的表观遗传重编程亦会对自噬产生负调控[7]。细胞周期蛋白D缺失和转化生长因子β/SMAD3通路信号传导亦会对卫星细胞的激活产生影响，但运动能调控细胞周期蛋白D的表达水平，进而恢复原有水平[8]。 在衰老卫星细胞中，持续的p38α和β型线粒体相关蛋白激酶活化能够限制卫星细胞自我更新和祖细胞末端对称分裂，进而导致卫星细胞再生的数量减少[9]。同时，在衰老引发的肌少症中，白细胞介素6主要通过Janus激酶/信号转导和转录激活子3通路来促进骨骼肌卫星细胞的增殖和分化[10]。这能够导致用于骨骼肌修复的成肌细胞数量不足，并且导致静息态卫星细胞再生群的减少。在衰老个体的骨骼肌再生过程中，卫星细胞的损失主要通过细胞凋亡发生[11]。衰老卫星细胞的激活、增殖及自噬缺陷与其分化及亚群纤维化或成脂转化产生协同作用[12]。另外，静息态卫星细胞在衰老过程中会出现抑制性染色质标记的增加，这会影响与卫星细胞自我更新和谱系承诺相关的基因表达，且衰老还会导致这些基因表达的变化[13]。在被激活的卫星细胞中，染色质标记的增加与发育信号通路的激活密切相关，这些标记的增加允许卫星细胞进行基因调控，进而快速响应发育需求，如Janus激酶/信号转导和转录激活子3通路、转化生长因子β通路和WNT通路等[10-16]。这些通路可能是通过抑制卫星细胞静止状态来促进衰老。对于被激活的卫星细胞而言，与衰老相关的表观遗传改变可能导致转录因子同源盒A9异常上调，且同源盒A9在这些发育信号通路中是一个关键靶点，同源盒A9异常激活可能导致卫星细胞库的枯竭。 2.2.2   卫星细胞的串扰能力随生态位变化   卫星细胞具有多种不同的生态位，这些生态位在维持组织稳态和促进再生过程中发挥着关键作用[17-18]，这些不同的生态位包括与肌纤维、细胞外基质、神经骨骼肌交界位、纤维生成祖细胞、免疫细胞和内皮细胞的相互作用[18]。在衰老过程中，卫星细胞在这些生态位中经历各种变化，导致其功能和串扰能力发生不同的变化。 在不同的生态位中，卫星细胞与其环境之间的相互作用通过细胞间信号传递机制实现[17]，这包括细胞表面受体的互动、细胞因子的分泌以及信号通路的激活等。衰老过程会显著影响这些信号传递机制和通路，从而调节卫星细胞的活化、增殖和分化能力。例如，在局部骨骼肌再生的生态位中，转化生长因子β信号增加以及Delta样蛋白驱动的Notch信号减少，会影响卫星细胞的平衡激活和分化[19]。此外，生态位中纤维连接蛋白的缺失可能导致卫星细胞在稳态中持续激活，同时减少对再生纤维细胞生长因子2信号途径的响应[20]。WNT1诱导信号通路蛋白1缺失与衰老亦与卫星细胞恶化有关，WNT1诱导信号通路蛋白1在卫星细胞的扩张和肌原性分化中发挥着重要作用，其耗尽可能导致卫星细胞功能恶化[21]。 此外，免疫系统的衰老对卫星细胞的生态位和串扰能力亦产生影响。研究表明，老年小鼠在骨骼肌损伤后表现出免疫反应的延迟，与再生相关的炎症和修复阶段的巨噬细胞之间存在缺陷，这可能是衰老引起的生理变化导致的[22]。另一方面，衰老还会导致免疫系统的变化，可能限制了卫星细胞的再生能力，从而延缓免疫反应并影响受损组织的修复。白细胞介素33的产生缺陷亦可能与成纤维细胞生长因子信号传递的衰老相关缺陷有关，从而影响Treg细胞的募集和骨骼肌再生效率，甚至引发相关炎症[23]。此外，骨髓中肿瘤坏死因子信号通路的增加和核因子κB的过度激活可能导致局部炎症信号的增加，从而影响卫星细胞的功能和骨骼肌再生效率[24]。  因此，卫星细胞存在于多种不同的生态位，其串扰能力和功能在衰老过程中会发生变化。不同的生态位涉及不同的信号通路和细胞间相互作用方式，这些通路在衰老时可能发生调节。衰老可能导致细胞信号传递的紊乱，从而影响卫星细胞的激活、增殖和分化能力，甚至影响免疫反应和组织修复过程。因此，理解卫星细胞在不同生态位中的变化以及与衰老相关的信号通路改变，对于揭示组织再生和维持的分子机制具有重要意义。 2.2.3   卫星细胞年龄依赖性损失   卫星细胞在衰老过程中对维持骨骼肌大小或纤维类型组成有一定作用，且细胞外基质的增加表明卫星细胞的缺失可能随衰老而纤维化。随着静息骨骼肌中的卫星细胞数量逐渐减少，使得其对骨骼肌的修复能力亦会降低[3-25]。老化的肌纤维能够产生纤维细胞生长因子2增加，进而导致卫星细胞持续激活状态，引发卫星细胞库的耗尽[26]。另外，与雷帕霉素靶蛋白C1的慢性激活或重复卫星细胞激活有关，可能是导致衰老的原因之一[21，27-28]。这种现象可能会促使卫星细胞库不断消耗，导致卫星细胞数量减少，进而导致衰老[21-28]。因此，减少小鼠雷帕霉素靶蛋白C1激活的干预措施能够有效地维持卫星细胞数量[28]。GARCIA-PRAT等[29]研究表明，叉头盒转录因子信号通路对于维持真正的静息态卫星细胞亦是至关重要的。另外，蛋白激酶B信号通路的活性增加亦能够作为导致衰老卫星细胞衰竭的潜在机制之一[30]。从代谢角度来看，衰老的卫星细胞比正常卫星细胞更依赖糖酵解，并表现出与激活态卫星细胞相似的代谢特征，而与静息态卫星细胞代谢特征不符[31]。另外，卫星细胞中某些关键的蛋白质可能发生表观遗传沉默，如激素蛋白和已知的衰老抑制因子α-Klotho等，这能够导致线粒体失调以及线粒体DNA损伤[32]。蛋白质组学研究亦证实，衰老使卫星细胞的代谢能够发生一系列的改变[33]。  除了上述因素，卫星细胞自身的内在改变亦能够导致其数量下降。例如在小鼠模型中，部分卫星细胞能够进入静止状态，这种状态包括氧化应激、DNA损伤和p16INK4表达增加等因素[33-34]。然而，GARCíA-PRAT等[34]的研究认为，p16INK4A在小鼠中过度表达会导致卫星细胞数量的减少，主要是因为自噬缺陷所致。另外，衰老的卫星细胞能够增加炎症和基质重塑因子的分泌，进而引发局部炎症，影响细胞外基质的组成、结构和力学特性，进而模拟与衰老相关的炎症[35]。然而，由于组织增殖潜能的限制以及免疫系统的作用，卫星细胞往往会遭受耗尽的问题[36]。而骨骼肌再生能力呈现出随衰老而下降的趋势，并伴随着机体免疫及自我修复能力的下降，这些因素都有可能导致卫星细胞数量的下降和其功能的损伤，进而限制其再生能力，并可能导致老化骨骼肌的稳态缺陷[37]。另外，SPRY1亦能够被视为一种防止卫星细胞缺失的因子[38]。因此，多种因素能对卫星细胞数量和功能产生影响[39]，包括组织增殖潜能的限制、自身内在改变以及环境因素等，这些因素可能导致卫星细胞数量下降和功能损伤，限制其再生能力，并可能导致衰老骨骼肌的稳态缺陷。 2.2.4   卫星细胞异质性变化   目前，关于衰老对卫星细胞异质性的影响的研究仍相对较少。然而，根据已有的出生后随机多色标记的细胞命运分析结果，发现处于衰老状态的卫星细胞在稳态下呈现出较高的克隆复杂性，但在遭受增殖压力时则表现出功能异质性的明显下降[40]。另外，通过分子鉴定不同亚群的方法，目前的研究为确定受衰老影响最大的卫星细胞亚型及其受影响的方式提供了充足的条件。例如，GARCíA-PRAT等[29]发现，在静止状态下，叉头盒转录因子活性增强能够提高卫星细胞的特性，但在老年状态下，卫星细胞的功能异质性明显降低，这容易导致肌纤维细胞分化。另外，HERNANDO-HERRAEZ等[41]认为，卫星细胞的转录异质性和DNA甲基化上下游的依赖性呈现出增加趋势，这与连贯的转录网络降解以及转录细胞间的变异性密切相关。因此，衰老对卫星细胞异质性的影响涉及多种因素，鉴于目前相关研究较少，故后期需要深入开展研究以探究其中的内在机制。 2.3   针对卫星细胞衰老的应对策略   针对卫星细胞衰老的应对策略主要包括调节体内卫星细胞的受体环境、外源手段干预促进卫星细胞再生、人体骨骼肌模型构建和运动和饮食干预促进卫星细胞增殖等。 2.3.1   调节体内卫星细胞的受体环境   针对调节卫星细胞的受体环境，实施的干预措施包括血液因子介导的恢复作用。为此，可以采用异体血液交换的具体方法，该方法通过恢复卫星细胞的功能来针对卫星细胞疾病进行系统性恢复。研究表明，这种干预手段能够在一定程度上修复受体环境，从而为卫星细胞的正常功能提供支持[42-43]。在旧体肌肉再生方面，可以采用卫星细胞相关蛋白的部分重编程策略。通过这一策略，能够有效改善衰老小鼠的健康状况，并促进骨骼肌的再生。具体方法涉及对这些蛋白进行修饰，以调整其功能，从而在改善健康状况的同时促进组织再生[44]。 基于生物工程的可注射生物材料移植是另一种应对策略。该方法可以改善移植后卫星细胞的功能，从而进一步促进组织修复。通过注射合适的生物材料，可以为卫星细胞提供支持和指导，以实现更好的功能恢复[45]。为了调节免疫环境，一种有效的干预措施是使用促炎巨噬细胞传递信号，尤其是在早期再生阶段，这一策略的作用机制在于促进原位卫星细胞的扩张，为骨骼肌卫星细胞的增殖提供有利的微环境。通过调整免疫信号，可以实现卫星细胞的更好定位和功能发挥[46-47]。 另一项干预措施是基因敲除，以在肌纤维细胞内特异性敲除混合血系激酶结构域样蛋白，这能够导致损伤后的肌纤维细胞通过necroptosis死亡，同时高表达肌腱蛋白C促进组织修复，这一过程为骨骼肌干细胞的增殖提供了有利的微环境 [48]。另外，通过药物干预促进卫星细胞成肌细胞的迁移[49]，如使用雷帕霉素[50]。高广媛[50]给予心肌梗死后心衰大鼠雷帕霉素注射，发现雷帕霉素可延缓心肌梗死后心衰大鼠的心室重构，改善心功能，抑制心肌细胞的凋亡和促进自噬，通过抑制雷帕霉素靶蛋白C1通路来发挥其心脏保护作用；且其在体外细胞实验中发现，雷帕霉素能抑制H9c2细胞的凋亡和激活细胞自噬，并通过抑制雷帕霉素靶蛋白C1-内质网应激通路来减少心肌梗死后心衰大鼠和血管紧张素Ⅱ诱导的H9c2细胞凋亡。这说明，雷帕霉素通过抑制雷帕霉素靶蛋白C1通路和内质网应激通路，减少心肌细胞凋亡，延缓心室重构并改善心功能。这为心肌梗死后心衰的治疗提供了新的思路和策略，同时也为探索卫星细胞在心脏病治疗中的作用机制提供了重要的实验基础。 综上，卫星细胞的功能恢复可以通过调节其受体环境来实现，具体方法包括血液因子介导的恢复作用、卫星细胞相关蛋白的部分重编程、基于生物工程的可注射生物材料移植、使用促炎巨噬细胞传递信号和基因敲除等。此外，药物干预也可以促进卫星细胞的功能恢复。这些干预措施提供了多种方法来调节卫星细胞的受体环境，从而促进卫星细胞的功能恢复和组织修复。这些方法在实验室和动物模型中已经显示出一定程度的有效性，然而，仍然需要进一步的研究和验证。此外，对于治疗特定疾病的最佳干预策略仍然需要进一步的探索。调节体内卫星细胞的受体环境的相关研究进展见表1。"

2.3.2   体外干预方法促进卫星细胞再生   研究表明，使用体外干预方法能够有效地促进卫星细胞的再生，进而缓解其衰老问题。经过基因干预后，卫星细胞中p16INK4A的表达水平得到恢复。在移植后，这些细胞展现出了可逆的静止与再生能力[51]。另外，研究发现，通过在体外使用药理方法来抑制p38α/β MAPK信号、雷帕霉素靶蛋白C1信号或清除氧化应激，能够有效地降低p16INK4A的表达水平，进而促进衰老卫星细胞的再生并增强其移植和再生能力[52]。另外，抑制p38 MAPKs信号和采用软水凝胶培养都能够有效提高老化卫星细胞的再生功能，体外应用JAK-STAT3抑制剂处理后移植的卫星细胞亦显示出明显的改善现象[53]，这种策略已经开始应用于生物材料。另外，除了表观遗传调控来促进WNT信号的表达，采用小分子抑制剂和甲基转移酶SETD7等亦能够成功地应用于人体卫星细胞，推动其扩张和分化[54]。遗传学技术如Yamanaka蛋白的瞬间重编程被用于体外恢复人体卫星细胞，以改善其在小鼠体内的植入能力[55]。另外，眼外肌卫星细胞能够被用于再生医学，以促进卫星细胞再生[56]。该研究亦揭示了成年小鼠的卫星细胞在分子和功能上的特异性，其中眼外肌卫星细胞的身份主要受到其所处生态位的驱动，而肢体骨骼肌移植后仍可能表达移植相关基因的抗性，其中又存在着抵抗性的亚群体[56]。  针对自体卫星细胞的临床应用骨骼肌修复策略，需要优化其体外扩张的培养条件，这可能通过采用生物工程方法来模拟骨骼肌环境的生物物理特性，并结合分子改善卫星细胞功能来实现[57]。另外，中草药如当归亦被证明在促进骨骼肌卫星细胞重建方面具有巨大的潜力，例如，当归补血汤能够重建雌性小鼠的造血功能，王晓玲等[58]发现，经当归补血汤干预后，肌卫星细胞使受体鼠早期造血功能得以重建；另外，王立妍等[59]发现，原位杂交技术能够证明雌性小鼠骨组织中的Y染色体来自于雄性供体肌卫星细胞，当归补血汤干预有助于受体鼠造血功能重建。这些发现对于开发更有效的骨骼肌修复策略具有重要意义。体外干预方法促进卫星细胞再生相关研究进展见表2。"

2.3.3   人体肌肉模型构建   HEPPLE等[60]认为，动物模型不能完全反映骨骼肌衰老及其相关疾病的确切表现，因此，构建人类骨骼肌模型对于研究肌肉疾病和治疗具有重要意义。然而，由于组织工程的限制，其在体外扩张方面存在一定的限制。为了克服这一问题，可以利用由人类多能干细胞生成的人类肌原细胞来推进研究，这可以解除一些限制[61]。人类多能干细胞可以来源于人的胚胎干细胞或人工诱导的多能干细胞[62]，从这些细胞中生成人类肌原性细胞的关键在于模拟胚胎中的胚层诱导和肌原性激活过程。这可以通过引入肌原性转录因子(如肌肉调节因子、盒转录因子3或盒转录因子7)或采用小分子治疗的方式来实现，从而促进肌原细胞的转化。通过这种方法可以大规模生产人类肌原细胞。在移植到体内后，这些细胞可以产生供体来源的卫星细胞和肌纤维[60，63-64]。 这种方法具备无限的增殖能力，同时利用无创的供体细胞来源，在小鼠模型中已经展现出更好的效果[65]。然而，尽管盒转录因子7或肌肉调节因子慢病毒转导方法效率较高，但病毒整合到宿主基因组中仍然是临床转化中的主要障碍。因此，利用WNT、成纤维细胞生长因子和骨形态发生蛋白信号调控因子的无需病毒转导的方案可能更具有潜力。然而，这些信号分子也可能诱导其他细胞谱系的发展，导致从人胚胎干细胞/人多能干细胞中获得纯粹的肌原性细胞群变得更加困难[66]。近期，一种基因组安全的盒转录因子7表达方法被提出，用于从人类多能干细胞中生成可移植的肌原细胞，为生成治疗性人类多能干细胞来源的肌原细胞提供了替代途径[67]。 另外，利用人类多能干细胞，可以构建3D肌肉类器官，在水凝胶中施加张力，以使肌纤维得以排列，从而模拟人体肌肉组织的特征。这些人工肌肉已经成功地移植到免疫缺陷小鼠体内[68]。然而，人类多能干细胞来源的肌管通常表现为不成熟的(胚胎的)，而不是成人的身份，尽管小分子已被用于增强成熟[69]。另外，王燕琳[70]通过基因编辑技术成功建立了经基因修复的DM1多能干细胞系，消除了致病突变和逆转了疾病表型，为进一步开展自体干细胞治疗提供了健康细胞来源。同时，研究还探讨了用于评估骨骼肌功能的检验指标，发现异常的核聚集指数和肌原纤维变性可能是简便且敏感的评估DM1骨骼肌细胞功能的指标。这为理解DM1的发病机制、筛选新型靶向药物以及开展细胞移植治疗提供了可靠的疾病模型和理论依据。 综上所述，构建人类骨骼肌模型对于研究肌肉疾病和治疗具有重要意义。然而，未来研究需提高人工骨骼肌成熟度以及构建多谱系骨骼肌模型。这些方向将有助于更好地理解肌肉组织的疾病模型，并为使用人体骨骼肌类器官进行再生治疗提供基础。人体肌肉模型构建的相关研究见表3。"

2.3.4   运动和饮食干预诱导卫星细胞增殖   运动和饮食干预对模式生物的生物医学研究通常集中于代谢途径，其中包括采用热量限制和营养限制模型等干预方法[63]，这些方法已证实能够在短时间内增加老年小鼠卫星细胞数量和功能，以及卫星细胞移植再生能力。另外，运动亦能够促进老年小鼠卫星细胞对损伤作出反应[64]。内源性肽Apelin是一种能够促进骨骼肌修复的物质，由骨骼肌收缩诱导产生[73]。因此，对于卫星细胞的增殖，可以通过调整生活方式(如低热量饮食和运动)改变细胞代谢，进而增加卫星细胞的活性。然而，该类干预方案在人体试验中经常面临依从性低的问题。另外，当前相关研究仍处于蛋白质相关的线性探索阶段，故无法准确调控卫星细胞数量增殖的方法以及微环境变化的具体机制，包括微环境的主要成分、和微环境相关的其他细胞和微环境相关的表观遗传学机制等[74]。另外，蜂王浆、蜂胶和蜂花粉等对骨骼肌质量、力量和功能有不同程度的积极影响，其中可能的潜在机制包括卫星细胞反应性增强以及骨骼肌血液供应的改善[75-76]。然而，衰老则会导致卫星细胞生态位的变化，影响卫星细胞的激活和增殖，这与卫星细胞数量和活性与衰老状态下生态位的恶化的观点不一致，故需要适合的运动和饮食干预手段以探索寻找卫星细胞的替代品并模拟生态位环境(如人工生态位)[77]。运动和饮食干预诱导卫星细胞增殖的相关研究进展见表4。"