新研究表明,人类造血干细胞中缓慢积累的遗传变化很可能是导致70岁后血液生成方式剧烈转变的根源。这项由惠康桑格研究所、剑桥干细胞研究所等机构合作完成的研究于今日(6月1日)发表在《自然》期刊,提出了全新的衰老理论。
研究团队分析了10名从新生儿到老年人的骨髓样本,通过对3,579个造血干细胞进行全基因组测序,首次无偏见地重建了个体血液干细胞的"家族树"。结果显示,65岁以下成年人的血液生成源自2万至20万个干细胞的均衡贡献,而70岁以上个体的血液生成呈现显著的不均衡性——仅10至20个扩增的干细胞克隆就贡献了近半的血液生成量。
这些高度活跃的干细胞携带被称为"驱动突变"的体细胞突变,通过数十年的渐进性扩张主导了骨髓环境。这种由突变引发的"自私"干细胞竞争机制解释了为何70岁后血液细胞多样性必然下降。剑桥大学Elisa Laurenti博士指出:"这种克隆竞争解释了老年人疾病风险差异等个体化特征。"
惠康桑格研究所血液学研究员Emily Mitchell博士解释:"携带驱动突变的干细胞虽然增殖更快,但产生的功能性成熟血细胞存在缺陷,这导致了血液系统的功能衰退。"研究团队同时发现,慢性炎症、吸烟等因素会加速这类突变细胞的扩增,从而提前引发衰老相关的多样性衰退。
该发现不仅揭示了血液系统衰老的根本机制,其理论框架可能同样适用于其他器官系统的衰老过程。研究负责人Peter Campbell博士强调:"这是我们首次证明终生积累的突变如何导致70岁后的系统性转变,这种'自私'克隆扩张机制可能与癌症风险及其他衰老相关功能变化密切相关。"
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