随着人们年龄增长,他们的干细胞也随之老化。多年来,科学家们已经知道,那些将变成血细胞的干细胞显示出明显的衰老迹象,有时会导致白血病、过度血液凝固和其他疾病。
加州大学圣克鲁斯分校研究人员的一项新研究表明,即使血液干细胞衰老,它们转变成的细胞往往出乎意料地未受影响。科学家们提供了证据,表明特定的"母体"细胞可能起到缓冲作用,保护血液免受衰老影响。
这项研究由生物分子工程学教授Camilla Forsberg和生物化学博士生Jenna Myers领导,研究结果发表在《干细胞报告》杂志上。他们的工作为血细胞的产生方式提供了新鲜、令人惊讶的见解,并对骨髓移植的安全性有重要影响。
MPPs作为缓冲
Camilla Forsberg在干细胞生物学研究所和Baskin工程学院的实验室专注于血细胞发育及其对凝血和心脏病、癌症、传染病等的影响。
形成血液的干细胞,称为造血干细胞,生活在骨髓中,具有独特的能力可以自我复制,为身体提供终生的血液。像所有干细胞一样,它们在分化为最终特化形式的过程中会经历几个阶段。
随着身体衰老,造血干细胞显示出明显的衰老迹象,但产生的血细胞并不总是受到影响。为了了解原因,研究人员决定研究多能祖细胞(MPPs),这是一种在许多血细胞分化过程的第一阶段产生的"母体"血细胞。
首先,他们将年轻和年老的小鼠MPPs移植到新的宿主体内,观察它们在这种环境中是否能产生新细胞。移植是血液细胞功能的黄金标准评估方法,也是治疗患有癌症和遗传异常的人类患者的治愈性治疗方法。令人惊讶的是,虽然造血干细胞功能随年龄下降,但他们发现老年和年轻MPPs之间没有功能差异。
Myers说:"我们发现的初步数据相当令人兴奋,移植后功能没有随年龄变化 - 然后我们进一步深入研究。"
为了进一步探索这些发现,他们检查了老年和年轻MPPs,寻找细胞增殖和线粒体功能的变化——细胞产生能量的效果如何。这些都是造血干细胞显示衰老迹象的有据可查的方式,但再次,他们发现MPPs没有显著变化。
Myers说:"当人们谈论造血干细胞衰老时,他们往往关注这些因素,并看到衰老带来的巨大变化。我们想在相同背景下测试MPPs,令人兴奋的是,惊人的是,我们发现没有显著变化。"
在分析基因表达时,研究人员发现,虽然年轻和老年造血干细胞之间有600多个基因发生了显著变化,但年轻和老年MPPs之间只有126个差异表达基因。这一发现得到了生物信息学专家Paloma Medina的严格贡献支持。
研究人员还检查了其他祖细胞——分化过程中更下游的其他类型母细胞——同样发现年龄没有差异。
Forsberg说:"我们认为MPPs是这种缓冲效应的引发者,但其他祖细胞也没有功能差异。我认为人们以前没有真正考虑过这个方面。"
安全的骨髓移植
这些发现有助于确认骨髓移植的安全性,这是治疗血癌和其他血液和免疫系统疾病的常用方法。知道造血干细胞的衰老通常不会传递给其他血细胞意味着医生可以更有信心地接受老年捐赠者的骨髓,甚至在自体骨髓移植中也是如此。
研究人员提出了三种假设,解释MPPs如何可能起到缓冲作用,将此作为其他研究人员的开放问题。但对Forsberg实验室而言,这篇论文旨在引导他们 ongoing的研究关注一种不经过MPP阶段的血祖细胞,因为这些细胞已被证明会增加与衰老相关的异常血栓和心血管疾病风险。
参考文献: Myers J, Worthington AK, Poscablo DM, et al. Aging of hematopoietic stem cells is inconsequential to progenitor cell function. Stem Cell Rep. doi: 10.1016/j.stemcr.2026.102965
本文已从相关材料转载。注意:材料可能已为长度和内容进行了编辑。
【全文结束】

