随着人们年龄增长，形成血液的造血干细胞(HSCs)也会老化，这增加了免疫力下降和某些血液癌症的风险。现在研究人员在科学期刊《EMBO》上报告称，HSCs形成的骨髓微环境也会老化，从而加剧了这一问题。
在3月2日发表的一项研究中，来自德国乌尔姆大学和美国辛辛那提儿童医院医学中心的科学家提出，可以通过恢复HSCs形成的骨髓微环境来解决这一问题。研究作者表示，这可能意味着HSCs能表现得更加"年轻"，形成更健康的血细胞，增强老年人的免疫力，并提供更好的防御机制来抵御某些癌症。
科学家们在小鼠模型上进行了研究，他们指出了骨髓中一种名为成骨细胞的细胞，这种细胞有助于骨骼形成。成骨细胞产生一种名为骨桥蛋白的蛋白质，这种蛋白对支持骨髓中形成血液的HSCs的活力环境非常重要。
乌尔姆大学分子医学和衰老研究中心以及辛辛那提儿童医院实验血液学和癌症生物学部的研究主要负责人Hartmut Geiger博士表示："我们发现，HSCs在骨髓中形成的场所随着年龄增长会失去骨桥蛋白，但如果你将缺失的蛋白质补充给形成血液的细胞，它们会突然恢复活力并表现得更加年轻。我们的研究指出了通过治疗性地针对血干细胞形成的场所，从而在衰老过程中获得更好免疫系统和更少血液癌症的令人兴奋的新方法。"
作者表示，由于这项研究是在小鼠身上进行的，目前尚不能将这些发现扩展到人类患者的临床治疗。但这些数据提供了有趣的线索，有朝一日可能有益于人类健康。
骨髓时间扭曲
研究人员进行了一系列实验，测试骨髓微环境内外细胞的形成和活力。一项针对老年小鼠的实验观察了骨内膜基质细胞的形成，这些细胞在骨内表面形成一层薄薄的结缔组织。另一项实验监测了衰老过程中骨髓中与不同细胞相关的骨桥蛋白和其他蛋白质的水平。
研究作者表示，他们观察到老年小鼠的骨内膜中成骨细胞和其他基质细胞的产量减少。他们还发现老年动物骨髓中的骨桥蛋白水平降低，这与形成血液的HSCs活力和功能降低有关。
逆转微环境老化过程
科学家们通过将老年小鼠(19-21个月)的骨髓细胞移植到年轻小鼠(8-10周)中，对早期实验进行了跟进。在另外两项实验中，作者还将老年小鼠的老化HSCs移植到年轻小鼠体内，并用重组骨桥蛋白处理老化HSCs。
作者报告称，移植到年轻动物体内导致细胞表现出更年轻、更有活力的状态。这包括数量较少但具有形成不同类型血细胞更大潜能的HSCs，其中包括更大数量的B细胞和T细胞以及更少的髓系细胞产生。
作者还观察到，用重组骨桥蛋白处理的老化HSCs恢复了它们的年轻特征和形成不同类型血细胞的能力。同时观察到Cdc42蛋白信号减弱，Cdc42是一种Geiger及其团队先前证明会导致HSCs老化的蛋白质。
骨桥蛋白水平不仅在骨髓微环境中随着年龄增长而降低，在血液中也是如此。作为对当前研究的后续，研究人员正在调查在小鼠中使用骨桥蛋白替代疗法的可能性，以直接在动物体内抵消老化微环境的影响。
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