研究人員揭開衰老的細胞秘密

新的研究揭示了終生在造血干細胞中緩慢積累的遺傳變化如何可能導致 70 歲后血液產(chǎn)生的巨大變化。

這項由 Wellcome Sanger 研究所、Wellcome-MRC 劍橋干細胞研究所的科學家和合作者共同完成的研究今天發(fā)表在《自然》雜志上，并提出了一種新的衰老理論。

所有人類細胞在整個生命過程中都會發(fā)生遺傳變化，稱為體細胞突變。隨著時間的推移，我們的細胞會累積多種類型的損傷，從而導致衰老，其中一種理論是體細胞突變的積累會導致細胞逐漸失去功能儲備。然而，目前尚不清楚這種逐漸積累的分子損傷如何轉(zhuǎn)化為 70 歲后我們的器官功能突然惡化。

為了研究這一衰老過程，來自 Wellcome Sanger 研究所、劍橋干細胞研究所和合作者的團隊研究了骨髓中血細胞的產(chǎn)生，分析了 10 個年齡從新生兒到老年人的個體。他們對 3,579 個造血干細胞的全基因組進行了測序，確定了每個細胞中包含的所有體細胞突變。該團隊使用它來重建每個人的造血干細胞的“家譜”，首次展示了對血細胞之間關系以及這些關系如何在人類生命周期中發(fā)生變化的公正觀點。

研究人員發(fā)現(xiàn)，這些“家譜”在 70 歲之后發(fā)生了巨大變化。65 歲以下成年人的血細胞產(chǎn)生來自 20,000 到 200,000 個干細胞，每個干細胞的貢獻量大致相等。相比之下，70 歲以上的人的血液產(chǎn)量非常不平等。一組減少的擴增干細胞克隆——少至 10 到 20 個——在所研究的每個老年人中貢獻了多達一半的血液生產(chǎn)。這些高活性干細胞的數(shù)量在該人的一生中逐漸擴大，這是由一種罕見的體細胞突變子集引起的，稱為“驅(qū)動突變”。

這些發(fā)現(xiàn)促使研究小組提出了一個模型，其中與年齡相關的血液生成變化來自體細胞突變，導致“自私”干細胞在老年人的骨髓中占主導地位。這個模型，隨著驅(qū)動突變的穩(wěn)定引入，導致功能改變的克隆在幾十年內(nèi)的增長，解釋了 70 歲后血細胞群體多樣性減少的戲劇性和不可避免的轉(zhuǎn)變。哪些克隆占主導地位因人而異，因此，該模型還解釋了老年人疾病風險和其他特征的變化。今天也發(fā)表在《自然》雜志上的第二項研究探討了不同的個體驅(qū)動突變?nèi)绾坞S著時間的推移影響細胞生長速度。

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