一生中緩慢積累的基因突變，改變了人類70歲后的血液產(chǎn)量

2022-06-06 14:05 作者:黃先生斜杠青年 0人讀過 | 我要投稿

我是斜杠青年，一個熱愛自然科學(xué)的“雜食性”學(xué)者！

驅(qū)動突變導(dǎo)致產(chǎn)生血細(xì)胞的干細(xì)胞多樣性減少。

人類白細(xì)胞和紅細(xì)胞的掃描電子顯微照片（SEM）。紅細(xì)胞負(fù)責(zé)將氧氣從肺部輸送到身體其他部位。白細(xì)胞具有不同的功能，但都參與了免疫反應(yīng)。放大倍率x 12,000。來源：David Spears FRPS FRMS/Getty Images

衰老可能是由我們身體細(xì)胞中分子損傷或基因突變的逐漸積累引起的，這些損傷或基因突變在人類的一生中都有可能發(fā)生。但到目前為止，它如何轉(zhuǎn)化為70歲之后器官功能的迅速惡化還不清楚。

現(xiàn)在，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，血液干細(xì)胞中基因突變的積累可能是70歲后體內(nèi)血液產(chǎn)生方式的突然變化的原因。

這項(xiàng)發(fā)表在《自然》雜志上的新研究指出，產(chǎn)生血細(xì)胞的干細(xì)胞多樣性發(fā)生了變化，這是70歲后細(xì)胞再生能力下降、細(xì)胞減少（一種或多種血細(xì)胞類型低于應(yīng)有水平）、免疫功能障礙和血癌風(fēng)險(xiǎn)急劇上升的原因。

英國威康桑格研究所癌癥、衰老和軀體突變項(xiàng)目負(fù)責(zé)人、聯(lián)合高級作家彼得·坎貝爾博士表示：“他們首次展示了一生中穩(wěn)定的突變?nèi)绾螌?dǎo)致70歲后血細(xì)胞數(shù)量的災(zāi)難性和不可避免的變化”。

血細(xì)胞是在稱為造血的過程中制造的

我們血液中的所有細(xì)胞——包括紅細(xì)胞、白細(xì)胞和血小板——都是從骨髓中的造血干細(xì)胞中發(fā)展而來的，這個過程被稱為造血干細(xì)胞。這些干細(xì)胞是所謂的多能祖細(xì)胞，這只是意味著它們可以發(fā)育成多種細(xì)胞類型。

造血流程圖顯示了多能造血干細(xì)胞可以分化的細(xì)胞。來源：JulieJenksButteCollege

要了解這個過程如何隨著年齡的增長而變化，研究人員對總共10人的3579個造血干細(xì)胞的整個基因組進(jìn)行了測序——年齡從新生兒到81歲不等。

利用這些信息，他們能夠?yàn)槊總€干細(xì)胞構(gòu)建類似于家譜（系統(tǒng)生命樹）的東西，顯示血細(xì)胞之間的關(guān)系在人類一生中是如何變化的。

他們發(fā)現(xiàn)，在65歲以下的成年人中，血細(xì)胞由2萬到20萬個不同的干細(xì)胞產(chǎn)生——每個干細(xì)胞對產(chǎn)生的貢獻(xiàn)大致相同。

?但70歲后，他們觀察到骨髓中負(fù)責(zé)造血的干細(xì)胞多樣性急劇下降。事實(shí)上，只有12-18組獨(dú)立的擴(kuò)展干細(xì)胞克隆占細(xì)胞產(chǎn)量的30-60%。

這些高度活躍的干細(xì)胞已經(jīng)與其它細(xì)胞競爭，并在人的一生中逐漸擴(kuò)大數(shù)量（克?。?，這種擴(kuò)張（稱為克隆造血）是由幾十年前發(fā)生的被稱為驅(qū)動突變的罕見突變子集引起的。

他們的發(fā)現(xiàn)表明，由于積極選擇具有驅(qū)動突變的生長速度更快的克隆，血液干細(xì)胞的多樣性在老年時會喪失。這些克隆細(xì)胞“競爭”了生長較慢的克隆細(xì)胞，英國Addenbrooke醫(yī)院的血液學(xué)注冊官、美國Wellcome Sanger研究所的博士生Emily Mitchell表示。

在許多情況下，干細(xì)胞水平的適應(yīng)性提高可能是有代價(jià)的——他們產(chǎn)生功能性成熟血細(xì)胞的能力受到損害，因此可以解釋觀察到的與年齡相關(guān)的血液系統(tǒng)功能喪失。

哪些克隆成為主導(dǎo)干細(xì)胞，個體之間各不相同，這解釋了為什么老年人的疾病風(fēng)險(xiǎn)和其它特征存在差異。

慢性炎癥、吸煙、感染和化療等因素會導(dǎo)致克隆細(xì)胞的早期生長，并伴有癌癥驅(qū)動的突變。他們預(yù)測，這些因素也導(dǎo)致與衰老相關(guān)的血干細(xì)胞多樣性下降，英國Wellcome-MRC劍橋干細(xì)胞研究所助理教授、聯(lián)合高級作家Elisa Laurenti博士表示。

可能也有因素會減緩這一進(jìn)程?！芭宄@些新發(fā)現(xiàn)的突變?nèi)绾斡绊懤夏耆说难汗δ埽@樣我們就可以學(xué)習(xí)如何最大限度地降低疾病風(fēng)險(xiǎn)并促進(jìn)健康衰老”。

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