用按摩来治疗酸痛和受伤的肌肉已经有3000多年的历史了，但机械疗法真的能改善受损肌肉的康复效果吗？近日，由美国哈佛大学威斯研究所领导的团队在《Science Translational Medicine》杂志上发表论文称，机械疗法能迅速清除严重受伤肌肉组织中的中性粒细胞，并清除其释放的炎症细胞因子，促进肌肉纤维的再生。
“我们的研究表明，机械刺激和免疫功能之间有非常明确的联系。机械疗法有希望再生各种组织，治疗受损的肌肉，并减少药物的使用。”论文的第一作者、威斯研究所的Bo Ri Seo博士说。几年前，Seo等人就发现机械疗法能使肌肉的再生速度加倍，减少组织瘢痕。在这项新研究中，为了深入探究这一过程在体内是如何运作的，他们与哈佛大学的软机器人专家合作，创造了一种小型设备，使用传感器和驱动器精确地控制施加力的大小和频率等参数，同时用超声波观察受损组织的反应。
▲研究人员自制的按摩仪正在给睡着的小鼠按摩腿部肌肉（图片来源：参考资料[1]）结果显示，对受损肌肉持续14天重复施加力，受损肌纤维数量明显减少，肌纤维横截面积显著增加。而且，与未施加治疗的肌肉相比，经机械治疗的肌肉修复程度更大，力量恢复得也更好。治疗过程中施加的力量越大，受损的肌肉也会变得越强壮，证实了机械疗法可改善肌肉恢复效果。对此，科学家们进行了详细的生物学评估。他们发现，在经过三天的机械治疗后，肌肉中与中性粒细胞活动有关发热细胞因子显著降低，中性粒细胞浸润也明显减少，而中性粒细胞在炎症过程中发挥了重要作用（详见后文）。研究人员推测，施加在肌肉上的力可能会将中性粒细胞和细胞因子从受伤组织中挤出。
（图片来源：参考资料[2]；Credit：哈佛大学Wyss研究所）▲免疫荧光图像显示，受损肌肉接受机械治疗（右）后，肌纤维类型组成与健康肌肉的组成更相似，不同于未经治疗的肌肉（左）那么，中性粒细胞及相关细胞因子对肌肉纤维再生有什么影响呢？科学家们将肌肉祖细胞（MPCs）放在中性粒细胞生长过的培养基中培养，结果发现MPCs的数量增加，但分化速度却下降了。这表明，中性粒细胞分泌的因子虽然能刺激肌肉细胞的生长，但其长期存在却会损害新肌肉纤维的生成。“虽然炎症反应对愈合初期阶段的再生很重要，但迅速消除炎症以完成再生过程同样重要。”论文合著者、哈佛大学医学院的Stephanie McNamara说。随后，研究人员分析了肢体受损的模型小鼠在治疗前后的肌肉纤维类型。结果表明，IIX型肌肉纤维普遍存在于健康肌肉和经机械治疗的肌肉中；未治疗的受损肌肉中，IIX型纤维数量则较少，IIA型纤维数量增多。这一差异解释了治疗后肌肉纤维尺寸增大和产生更大力量的原因，即IIX纤维产生的力量大于IIA纤维。接下来，研究团队计划在体型更大的动物身上验证机械疗法的作用，进而测试它在人类身上的疗效。[1] Bo Ri Seo et al., (2021) Skeletal muscle regeneration with robotic actuation–mediated clearance of neutrophils. SCIENCE TRANSLATIONAL MEDICINE.[2] Retrieved Oct. 11, 2021 from https://wyss.harvard.edu/news/massage-doesnt-just-make-muscles-feel-better-it-makes-them-heal-faster-and-stronger/