西奈山伊坎医学院的研究人员报告称，他们已经在小鼠体内逆转了血液干细胞衰老的关键特征。研究团队通过纠正称为溶酶体的微小细胞结构中的缺陷，恢复了年轻的细胞功能。他们在《细胞干细胞》杂志上发表了这一发现。
科学家发现，衰老的造血干细胞会发展出过度活跃且受损的溶酶体。此外，这些缺陷会扰乱细胞如何管理能量和控制炎症。当研究团队减缓这种过度活跃时，老化的干细胞开始像年轻细胞一样再次表现。它们重新获得了重建健康血液系统的能力。
溶酶体充当细胞回收中心。它们将蛋白质、脂肪和遗传物质分解成可重复使用的部分。此外，它们储存细胞在压力下释放的营养物质。科学家认为它们是细胞代谢的中央管理者。
该研究集中在造血干细胞上，通常称为HSCs。这些稀有细胞生活在骨髓中。它们一生中不断生成所有血液和免疫细胞。然而，随着人们年龄增长，它们会失去力量。老化的干细胞难以自我更新。因此，衰老会削弱免疫系统并减缓血液再生。
研究人员还将衰老与克隆性造血联系起来。这种状况允许某些血细胞克隆异常扩张。此外，医生认为这是一种癌前状态。它增加了血液癌症和炎症性疾病的风险。
癌症风险随年龄急剧上升。美国癌症协会将衰老和吸烟确定为五年癌症风险的最强预测因子。同时，美国国家癌症研究所的数据显示，美国癌症诊断的中位年龄为67岁。这种模式反映了衰老细胞与疾病之间的紧密联系。
当科学家纠正溶酶体功能障碍时，细胞可以反弹
萨吉·加法里博士领导了西奈山的研究。她的团队发现，衰老干细胞中的溶酶体变得过度酸性。此外，他们发现这些溶酶体看起来耗尽且结构受损。细胞还显示出内部分解途径的异常激活。因此，干细胞失去了代谢平衡和表观遗传稳定性。研究人员使用单细胞转录组学来分析基因活动。
此外，他们应用了严格的性能测试来测量干细胞表现。然后，他们用一种囊泡ATP酶抑制剂处理老化的干细胞。这种化合物减少了过度的溶酶体酸性。此外，它在细胞内恢复了溶酶体的完整性。治疗后，老化的干细胞像年轻细胞一样发挥作用。它们重新获得了再生血液的能力。
它们还改善了线粒体性能，为细胞能量生产提供动力。此外，他们纠正了表观基因组中的有害变化，表观基因组是控制基因活动的系统。
经过处理的细胞减少了可能损害组织的炎症信号。加法里博士解释说，衰老并不会永久地将这些干细胞锁定在衰退中。她说，当科学家纠正溶酶体功能障碍时，细胞可以反弹。此外，她将溶酶体过度活跃描述为可逆的衰老驱动因素。通过降低酸度和减缓分解过程，研究团队恢复了更健康的血液生产。
科学家们在体外测试了这种疗法。他们从小鼠身上取出老化的干细胞，并在实验室中进行处理。随后，他们将修正后的细胞移植回活体动物中。经过处理的细胞显示出血液形成能力增加了八倍以上。此外，它们产生了平衡的免疫细胞群。
该干预措施还抑制了炎症途径。研究人员将这一效果追溯到线粒体DNA处理的改善。
医生在处理衰老供体细胞方面面临困难
此外，该治疗减少了cGAS-STING通路的激活。当细胞检测到错位的DNA时，该通路通常会触发免疫警报。然而，慢性激活可能会加剧炎症和衰老。
通过稳定溶酶体，研究团队减少了这种有害信号。因此，干细胞产生的炎症分子更少。它们还保持了更健康的代谢节律。
这一发现为潜在的治疗路径打开了大门。此外，它可能改善接受干细胞移植的老年患者的治疗结果。医生经常难以处理移植后表现不佳的衰老供体细胞。这种方法可能在输注前加强这些细胞。
研究人员还看到了基因治疗的启示。在这种治疗中，医生取出干细胞，对其进行修饰，然后将其返还给患者。此外，改善溶酶体健康可能会增强这些工程细胞的存活率。
加法里博士的团队目前正在研究溶酶体功能障碍与白血病之间的联系。他们怀疑，具有不稳定溶酶体的衰老干细胞可能会转变为白血病干细胞。此外，他们旨在确定纠正溶酶体缺陷是否可以降低癌症风险。研究人员继续探索细胞回收系统如何塑造衰老血液的生物学。
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