研究发现,人类与小鼠的血液干细胞(所有血细胞的前体)在整个生命周期中的演化模式存在显著差异。贝勒医学院和惠康桑格研究所的科学家通过全基因组测序1,305个年轻及老年小鼠血液干细胞,绘制出血液生成的"家族树",揭示了干细胞形成与演化的全新认知。
研究人员发现,与人类衰老的血液模式形成鲜明对比的是,小鼠终生维持着多样化的血液干细胞库,未出现人类中观察到的少数克隆主导现象。在人类中,70岁后超过半数的血液生成来自显著缩减的干细胞克隆群,这些克隆可能引发癌症及相关疾病。研究显示,尽管小鼠体细胞突变积累速度是人类的3倍,但其血液干细胞展现出独特的突变防护机制。
研究团队发现:
- 小鼠血液干细胞数量达70,000个,远超此前预期,与其小巧体型形成反差
- 健康血液干细胞分裂频率差异显著(人类每年分裂1-2次,小鼠每6周分裂1次)
- 关键驱动突变在小鼠中存在但水平极低,未引发明显健康问题
研究指出,除基因损伤因素外,干细胞库规模和细胞分裂速率等参数对衰老模式具有重要影响。这种差异提示需重新评估小鼠模型在人类衰老研究中的适用性,为干细胞生物学和抗衰老研究提供了新框架。
惠康桑格研究所的Nangalia博士指出:"该研究揭示了组织衰老机制的多维性,部分生物过程如DNA突变积累速率与寿命呈非线性关系,这为优化衰老干预策略开辟了新方向。"
研究团队强调,理解不同寿命物种中血液干细胞的演化差异,对于解析人类血液疾病起源和开发针对性疗法具有关键意义。这项发现将指导未来干细胞研究模型的优化,特别是在环境暴露对衰老模式影响的机制研究方面。
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