科技日報北京6月5日電 （實習(xí)記者張佳欣）人的一生中緩慢積累在血液干細胞中的基因變化是如何導(dǎo)致70歲后血液生產(chǎn)的巨大變化的？一項新研究或能給予啟示。由英國維康桑格研究所、Wellcome-MRC劍橋干細胞研究所的科學(xué)家和合作者共同完成，近日發(fā)表在《自然》雜志上的這項研究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)生基因變化，即所謂的體細胞突變。衰老很可能是由于我們的細胞隨著時間的推移而積累的多種類型的損傷造成的。一種理論是，體細胞突變的積累會導(dǎo)致細胞逐漸失去功能儲備。然而，尚不清楚這種分子損傷的逐漸積累為何導(dǎo)致器官在70歲后功能突然惡化。
為了解這一衰老過程，研究團隊研究了骨髓中血細胞的產(chǎn)生，分析了年齡從新生兒到老年人不等的10個個體。他們對3579個血液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。該團隊利用其重建了每個人的血液干細胞的“家譜”，首次展示了血細胞之間的關(guān)系以及這些關(guān)系在人類生命周期中如何變化。
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歲以下的成年人產(chǎn)生的血細胞來自2萬到20萬個干細胞，每個干細胞的貢獻量大致相同，大多屬于克隆性造血。相比之下，70歲以上的人的血細胞產(chǎn)量非常不同，克隆多樣性顯著下降。每個個體的克隆擴增數(shù)量是10到20個，占整體造血數(shù)量的比例多達30%—60%。這些高活性干細胞的數(shù)量在被研究者的一生中逐漸增多，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，在這個模型中，與年齡相關(guān)的血液生成變化，來自于體細胞驅(qū)動突變，這些突變導(dǎo)致“自私”的克隆干細胞主導(dǎo)了老年人的骨髓，在其身體的許多其他組織中隨著年齡增長而增多。這會增加患癌癥的風(fēng)險，也可能導(dǎo)致與衰老相關(guān)的其他功能變化。這也使得血液干細胞的多樣性在年老時會喪失，導(dǎo)致干細胞產(chǎn)生功能性成熟血細胞的能力受損。
研究還顯示，由哪種克隆占主導(dǎo)地位是因人而異的，因此該模型也解釋了老年人的疾病風(fēng)險和其他特征的變化。
該研究的聯(lián)合高級研究員、Wellcome-MRC劍橋干細胞研究所助理教授伊莉莎·勞倫蒂博士說：“慢性炎癥、吸煙、感染和化療等因素會導(dǎo)致攜帶致癌突變的克隆更早發(fā)生。我們預(yù)測，這些因素還會導(dǎo)致與衰老相關(guān)的血液干細胞多樣性的下降。不過，也可能有一些因素會減緩這一進程?，F(xiàn)在有一項令人興奮的任務(wù)，即弄清楚這些新發(fā)現(xiàn)的突變?nèi)绾斡绊懤夏耆说难汗δ?，這樣就可以學(xué)習(xí)如何將疾病風(fēng)險降至最低并促進老齡健康。”
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