阅读本文,您将了解:
- 溶酶体是所有动物细胞中都存在的细胞器,它们作为细胞的"胃"处理废物,同时也作为细胞凋亡的媒介,是细胞抵御感染的最后一道防线。
- 一项新研究分析了老化造血(血液形成)干细胞中的溶酶体,发现随着年龄增长,这些细胞器变得"异常活跃",变得酸性过强,最终受损并耗尽。
- 通过抑制这种过度活跃,科学家将细胞恢复到更年轻的状态,这表明治疗溶酶体可以帮助预防与年龄相关的血液癌症和炎症。
俗话说"老狗学不会新把戏",但最新研究表明,这一说法可能不适用于造血干细胞(HSCs)。
纽约西奈山医学院Icahn医学院的科学家在《细胞干细胞》(Cell Stem Cell)期刊上发表的一项新研究中,特别关注了干细胞内部的溶酶体。这些球形细胞器有几个惊人的昵称。第一个是"胃",因为该细胞器使用50多种水解酶进行细胞维护和废物处理。第二个(也是最硬核的昵称)是"自杀袋",因为溶酶体还介导细胞凋亡,故意杀死细胞以防止病毒或细菌感染扩散。
换句话说,溶酶体是所有动物细胞中极为重要的一部分,但当它们老化时,溶酶体就成为了负担。通过分析造血干细胞(HSCs)——在骨髓中发现的稀有、持久的干细胞,它们生成血液和免疫细胞——科学家能够看到这些老化细胞在体内的影响。随着年龄增长,这些细胞失去了修复血液系统的能力,可能导致各种血液疾病,包括癌症和炎症。研究团队发现,这种功能障碍与溶酶体有关,溶酶体变得异常活跃,酸性过强,最终损害并耗尽细胞。
研究人员使用单细胞转录组学和离体(ex vivo)测试,成功地使用液泡ATP酶抑制剂阻断了这种过度活跃。结果令人惊叹,有效地将老化的HSC转化为年轻、健康的版本。
研究的主要作者、西奈山医学院Icahn医学院的Saghi Ghaffari在新闻声明中表示:"老化的血液干细胞有能力恢复到年轻状态;它们能够反弹回来。通过靶向溶酶体过度活跃,我们能够将老化的干细胞重置为更年轻、更健康的状态,提高了它们再生血液和免疫细胞的能力。"
在进一步的实验中,Ghaffari和她的团队在细胞培养中测试了这种抑制剂,发现老化的HSCs将它们的造血能力提高了8倍,同时减少了炎症。这些"更年轻"的干细胞能够更容易地处理线粒体DNA,并且——关键的是——降低了一个与年龄相关炎症密切相关的免疫信号通路的激活。
HSCs对抗衰老疗法特别有用,在去年8月发表的一项研究中,科学家揭示了HSCs倾向于迁移到皮肤并帮助维持稳态。令人惊讶的是,当暴露于年轻捐赠者的骨髓细胞时,它们可以减少皮肤细胞的生物年龄,这可能是由于支持再生的特定蛋白质。研究还调查了HSCs是否能够抵御致命癌症,如白血病。这项新研究的作者希望研究功能失调的溶酶体如何有助于白血病干细胞的形成。
Ghaffari表示:"靶向这一通路可能有一天有助于维持老年人健康的血液和免疫系统,改善用于移植的干细胞,并降低与年龄相关的血液疾病风险,甚至可能对整体衰老产生影响。"
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