如果您在 30 岁时骨折过，您一定会记得骨头愈合得相对较快。但对于 70 岁的人来说，同样的骨折可能需要更长的时间，而且几乎永远不会愈合。为什么？四川大学团队在《Bone Research》上发表的一项新研究在分子水平上提供了答案：一种名为 mtG4 的线粒体 DNA 结构，随着年龄的增长在骨骼干细胞中积累。
骨干细胞
我们的骨骼有一层称为骨膜的外层。它含有称为Pdgfra+骨膜间充质基质/干细胞（PPM）的特殊干细胞。当骨头骨折时，PPM 细胞最先到达现场。它们分裂、分化为成骨细胞（成骨细胞），并构建新骨。
In young people, this process is effective.在老年人中，PPM 细胞的功能不如以前那么好。问题：为什么？
发现：线粒体中的 G-四联体
研究小组发现了一种随着年龄的增长在 PPM 细胞线粒体内积累的非典型 DNA 结构：G-quadruplex，简称为 mtG4。它是一种在标准第二位创建连接在一起的四条 DNA 链的结构。它是在鸟嘌呤（G）较多的区域自发形成的。
在年轻线粒体中，mtG4 含量较低。 With age, it accumulates. And this has consequences:
- 阻断线粒体基因转录。 mtG4 损害 RNA 聚合酶读取 mtDNA 的能力。结果：线粒体蛋白产生缺陷
- Causes excessive mitophagy.细胞试图“腾出”受损的线粒体，但速度太快，不足以更新线粒体
- 刺激细胞突触。 PPM细胞进入不再分裂的“老细胞”状态
Proof of concept
研究小组展示了一些戏剧性的结果：当他们故意降低老年小鼠 PPM 细胞中 mtG4 的水平时，这些细胞恢复了功能。它们恢复分裂、分化为成骨细胞，并以幼鼠的速度修复骨骼。
这不仅证实了 mtG4 存在问题，而且还证明该问题是可逆的。
The implications for medicine
这一发现开辟了几个有希望的方向：
- 成人骨折的治疗。如果我们开发出降低 mtG4 的药物，我们就可以加速老年人的骨折愈合
- Osteoporosis.骨密度随年龄的下降与 PPM 细胞功能相关。这种机制的处理可以补充现有的方法
- General skeletal aging. This axis is not limited to the periosteum.体内的其他干细胞可能也遇到同样的问题
- Diagnostic tests.骨骼或血液样本中的 mtG4 水平可以作为骨骼年龄的生物标志物
What does this mean about you?
mtG4 的具体治疗尚需数年时间。但研究支持现有建议：
- 维持一般线粒体功能。 NAD+ 补充剂、omega-3、辅酶 Q10 和运动都支持健康的线粒体
- Nutrient-rich diet.维生素 D、钙、K2 和镁是骨骼健康的基础
- Resistance training.它刺激 PPM 细胞并促进骨骼再生
- avoidance of smoking.吸烟会增加氧化损伤水平，从而促进 mtG4 的形成
底线
骨骼老化不仅仅是“钙少”的问题。它是一个复杂的系统，包括干细胞、线粒体和非典型 DNA 结构。我们对这一机制了解得越多，我们就越接近精确的治疗，使我们即使在年老时也能恢复到年轻身体的愈合节奏。
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