随着年龄增长，骨骼逐渐变薄，骨折风险增加，骨质疏松等疾病更易发生。这一现象与骨髓干细胞功能衰退密切相关，后者对维持骨骼完整性至关重要。德国马克斯·普朗克衰老生物学研究所与科隆大学CECAD衰老医学卓越集群的最新研究显示，衰老导致的干细胞功能减退源于其表观基因组变化。通过向分离的干细胞添加乙酸盐，研究人员成功逆转了这些表观遗传改变。这种针对表观基因组的"青春疗法"可能为骨质疏松等疾病治疗带来新突破。
长期以来，衰老研究领域将表观遗传学视为探索衰老机制的关键。表观遗传学关注基因序列不变情况下的遗传信息调控，通过改变DNA可及性影响基因活性。其中，组蛋白（组蛋白是细胞中包裹DNA的蛋白质）修饰变化尤为关键。科隆大学Peter Tessarz教授团队首次系统研究了间充质干细胞的表观基因组，这类干细胞存在于骨髓中，可分化为软骨、骨骼和脂肪细胞。
衰老干细胞的表观遗传变化
研究第一作者Andromachi Pouikli解释："我们想弄清为何衰老干细胞生成骨骼所需材料的能力下降，导致骨髓中脂肪积累增加。通过对比年轻和老年小鼠干细胞的表观基因组，我们发现随着年龄增长，表观基因组发生显著改变，尤其影响骨骼生成关键基因的活性。"
表观基因组的"返老还童"
研究人员尝试逆转干细胞表观基因组的衰老特征。他们用含有乙酸钠的培养基处理分离的小鼠骨髓干细胞。细胞将乙酸盐转化为可被酶添加到组蛋白上的分子"开关"，从而增加基因可及性，提升基因活性。Pouikli表示："这种处理显著恢复了干细胞的表观基因组活力，不仅增强了干细胞活性，还显著提高了成骨细胞的产量。"
为了验证这种表观遗传变化是否与人类骨质疏松相关，研究团队分析了髋关节置换手术患者提供的间充质干细胞样本。结果发现，患有骨质疏松的老年患者细胞呈现出与小鼠模型相同的表观遗传特征。
骨质疏松治疗新思路？
虽然乙酸钠作为食品添加剂广泛存在，但研究负责人Peter Tessarz强调："我们观察到的效果具有细胞特异性，直接用作骨质疏松治疗并不合适。不过，已有干细胞疗法用于骨质疏松的先例，这种乙酸盐治疗策略可能具有应用前景。当前需要深入研究其在整体生物体中的作用，排除潜在风险和副作用。"
该研究揭示了表观遗传调控在骨骼衰老中的关键作用，为开发针对表观基因组的精准医疗方案奠定了基础，可能彻底改变骨质疏松等衰老相关疾病的治疗范式。
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