Adult muscle stem cells, or satellite cells have essential roles in homeostasis and regeneration of skeletal muscles. Satellite cells are located within a niche that includes myofibers and extracellular matrix. The function of specific extracellular matrix molecules in regulating SCs is poorly understood. Here, we show that the extracellular matrix protein collagen VI is a key component of the satellite cell niche. Lack of collagen VI in Col6a1–/– mice causes impaired muscle regeneration and reduced satellite cell self-renewal capability after injury. Collagen VI null muscles display significant decrease of stiffness, which is able to compromise the in vitro and in vivo activity of wild-type satellite cells. When collagen VI is reinstated in vivo by grafting wild-type fibroblasts, the biomechanical properties of Col6a1–/– muscles are ameliorated and satellite cell defects rescued. Our findings establish a critical role for an extracellular matrix molecule in satellite cell self-renewal and open new venues for therapies of collagen VI-related muscle diseases. Satellite cells have important roles in homeostasis and regeneration of skeletal muscles. Urciuolo et al. show that the extracellular matrix protein collagen VI is required for preserving satellite cell self-renewal and muscle regeneration in vitro and in vivoby modulating muscle mechanical properties.

Abstract Aging is characterized by a gradual loss of function occurring at the molecular, cellular, tissue and organismal levels. At the chromatin level, aging associates with progressive accumulation of epigenetic errors that eventually lead to aberrant gene regulation, stem cell exhaustion, senescence, and deregulated cell/tissue homeostasis. Nuclear reprogramming to pluripotency can revert both the age and the identity of any cell to that of an embryonic cell. Recent evidence shows that transient reprogramming can ameliorate age-associated hallmarks and extend lifespan in progeroid mice. However, it is unknown how this form of rejuvenation would apply to naturally aged human cells. Here we show that transient expression of nuclear reprogramming factors, mediated by expression of mRNAs, promotes a rapid and broad amelioration of cellular aging, including resetting of epigenetic clock, reduction of the inflammatory profile in chondrocytes, and restoration of youthful regenerative response to aged, human muscle stem cells, in each case without abolishing cellular identity.

The recent unprecedented progress in ageing research and drug discovery brings together fundamental research and clinical applications to advance the goal of promoting healthy longevity in the human population. We, from the gathering at the Aging Research and Drug Discovery Meeting in 2023, summarised the latest developments in healthspan biotechnology, with a particular emphasis on artificial intelligence (AI), biomarkers and clocks, geroscience, and clinical trials and interventions for healthy longevity. Moreover, we provide an overview of academic research and the biotech industry focused on targeting ageing as the root of age-related diseases to combat multimorbidity and extend healthspan. We propose that the integration of generative AI, cutting-edge biological technology, and longevity medicine is essential for extending the productive and healthy human lifespan.

Chronic pain and disability after limb injury are major public health problems. One key obstacle to addressing these adverse outcomes is that we do not know when exercise should be initiated or whether the beneficial effects of exercise can be reproduced using pharmacological tools. In these studies, we developed and used a murine model of orthopaedic trauma combining tibia fracture and pin fixation with tibialis anterior muscle damage. Behavioral measures included mechanical nociceptive thresholds and distances run on exercise wheels. Bone healing was quantified using microCT scanning, and muscle fiber size distribution as well as fibrosis were followed using immunohistochemistry. We found that the model provided robust mechanical allodynia, fibrosis and a shift to smaller average muscle fiber size lasting up to 5 weeks from injury. We also observed that allowing “late” (weeks 1-2) rather than “early” (weeks 0-1) wheel running after injury resulted in greater overall running activity and greater reversal of allodynia. In parallel, the late running paradigm was also associated with lower levels of muscle fibrosis and a return towards normal muscle fiber diameters. Providing the anti-fibrotic angiotensin receptor blocker losartan to mice in drinking water blocked TGFbeta production while reducing both allodynia and muscle fibrosis. Combining losartan and late exercise provided no additional benefit. We conclude that early healing after orthopaedic trauma must be allowed prior to the initiation of exercise to achieve optimal pain, functional and physiological outcomes. Losartan may provide many of the same pain, functional and physiological outcomes by its regulation of TGFbeta signaling and is a viable candidate for translational studies.

Aging is characterized by a gradual loss of function occurring at the molecular, cellular, tissue and organismal levels. At the chromatin level, aging is associated with the progressive accumulation of epigenetic errors that eventually lead to aberrant gene regulation, stem cell exhaustion, senescence, and deregulated cell/tissue homeostasis. The technology of nuclear reprogramming to pluripotency, through over-expression of a small number of transcription factors, can revert both the age and the identity of any cell to that of an embryonic cell by driving epigenetic reprogramming. Recent evidence has shown that transient transgenic reprogramming can ameliorate age-associated hallmarks and extend lifespan in progeroid mice. However, it is unknown how this form of epigenetic rejuvenation would apply to physiologically aged cells and, importantly, how it might translate to human cells. Here we show that transient reprogramming, mediated by transient expression of mRNAs, promotes a rapid reversal of both cellular aging and of epigenetic clock in human fibroblasts and endothelial cells, reduces the inflammatory profile in human chondrocytes, and restores youthful regenerative response to aged, human muscle stem cells, in each case without abolishing cellular identity. Our method, that we named Epigenetic Reprogramming of Aging (ERA), paves the way to a novel, potentially translatable strategy for ex vivo cell rejuvenation treatment. In addition, ERA holds promise for in vivo tissue rejuvenation therapies to reverse the physiological manifestations of aging and the risk for the development of age-related diseases.