研究背景
G蛋白偶联受体68（GPR68）在长期造血干细胞（LT-HSC）中高度富集，提示其可能参与造血干细胞（HSC）功能调控。然而，全身性GPR68基因敲除（Gpr68 KO）小鼠未表现出显著的造血表型，这可能与代偿机制有关。为研究GPR68在造血系统中的内在功能，本研究构建了造血细胞特异性Gpr68基因敲除（Gpr68flox/flox;Vav-cre+）小鼠模型（C57BL/6 J遗传背景），通过竞争性骨髓移植实验发现：中年Gpr68敲除小鼠的干细胞功能显著增强，表现为供体嵌合率增加。这种增强的嵌合率源于LT-HSC激活，验证了GPR68在衰老应答中的特异性作用。此外，与对照组相比，Gpr68低表达小鼠（包括Gpr68flox/flox;Vav-cre+小鼠和老年C57BL/6 WT小鼠）的凋亡标志物Annexin V和活化caspases水平均降低，揭示了GPR68通过调控细胞凋亡影响造血稳态的新机制。
研究方法
- 动物模型
通过Gpr68flox/flox小鼠与Vav-cre+小鼠杂交构建造血细胞特异性敲除模型，采用流式细胞术分析造血干祖细胞（HSPC）表型，结合竞争性骨髓移植实验（cBMT）评估干细胞功能。
- 细胞实验
通过Annexin V染色和Caspase检测试剂盒分析细胞凋亡，采用Hoechst33342/Pyronin Y染色检测HSPC的静息状态，利用Fluo-4 Direct™钙离子检测试剂盒测量细胞质Ca²⁺水平。
- 分子机制
通过RT-qPCR分析Gpr68表达，结合药理学抑制剂（如Ogremorphin和Ogerin）验证GPR68对钙/Caspase通路的调控作用。
研究结果
- 造血功能增强
- Gpr68敲除小鼠在年轻阶段未见显著造血异常，但中年（10-13月龄）小鼠的血红蛋白水平和红系参数显著升高（图1C，G）。
- 骨髓移植实验显示：中年Gpr68敲除小鼠的供体嵌合率显著增加，尤其在B细胞和髓系细胞中表现明显（图3E，S3A）。
- 干细胞稳态调控
- Gpr68缺失不影响年轻小鼠的造血干细胞数量（如LT-HSC、ST-HSC），但中年小鼠的LT-HSC功能显著增强（图2D，3F）。
- Gpr68敲除小鼠的巨核红系祖细胞（MEP）比例增加，与红细胞参数升高一致（图2E）。
- 钙/Caspase凋亡通路
- 中年Gpr68敲除小鼠的LT-HSC中Ca²⁺水平和凋亡率显著降低（图5B，C）。
- 药理学实验证实：GPR68抑制剂（Ogremorphin）可降低Ca²⁺和活化Caspase 3/7水平，而GPR68激活剂（Ogerin）则呈现相反效果（图6B-D）。
研究结论
本研究首次揭示了GPR68在造血干细胞衰老调控中的核心作用。GPR68通过激活钙/Caspase凋亡通路抑制LT-HSC功能，而其在衰老过程中的表达下调（图4B）则成为维持造血稳态的适应性机制。该发现为靶向GPR68治疗血液系统衰老相关疾病提供了新思路。
创新点
- 模型创新：首次构建造血细胞特异性GPR68敲除小鼠，克服了全身性敲除模型的代偿缺陷。
- 机制突破：阐明GPR68通过钙/Caspase通路调控干细胞凋亡的新机制，将代谢调控（糖酵解）与受体信号（GPR68）直接关联。
- 转化价值：发现GPR68抑制剂可增强干细胞功能，为改善衰老相关造血功能减退提供了潜在药物靶点。
研究局限性
- 尚未明确GPR68是否通过其他信号通路（如AC/cAMP）影响干细胞功能。
- GPR68表达下调与糖酵解变化的因果关系需进一步验证。
- 中年Gpr68敲除小鼠的干细胞增强效应是否伴随其他应激条件下的转化风险尚待评估。
【全文结束】
