细胞衰老的秘密解锁

新的研究发现了基因如何变化,在整个生命过程中,慢慢积累在血液干细胞可能是负责血液中的戏剧性的变化生产后70岁。

的研究中,科学家们Wellcome桑格研究所Wellcome-MRC剑桥大学干细胞研究所和合作者,今天(6月1日)发表在《华尔街日报》自然,和一项新的理论表明老化。

一生中所有人类细胞获得基因变化,称为体细胞突变。老化可能是由多种类型的细胞损伤的积累随着时间的推移,一种理论是,体细胞突变的积累会导致细胞逐渐失去功能储备。然而,目前不清楚这样的逐步积累的分子损伤可能转化为突然恶化我们的器官功能如何在70岁之后。

调查这个衰老进程,威康桑格研究所的团队,剑桥大学干细胞研究所和合作者研究了从骨髓血细胞的生产,分析10个人年龄在新生老人。他们的整个基因组测序3579血液干细胞,确定每个单元中包含的所有的体细胞突变。团队使用这种重建的“家谱”每个人的血液干细胞,显示,第一次,一个无偏的血液细胞之间的关系,这些关系如何改变整个人类的寿命。

研究人员发现,这些“家谱”70岁后发生了巨大的变化。血细胞的产量从20000年到200000年在65岁以下的成人干细胞,其中每个贡献大致相等。相比之下,血液生产个人年龄超过70岁的人非常不平等。一套减少扩大的干细胞克隆-只有10到20了多达一半的血液生产在每个老年个体研究。这些高度活跃的干细胞已经逐步扩大在数字在人的生活中,引起的一种罕见的体细胞突变的子集被称为“驱动突变”。

这些发现领导的团队提出一个模型与年龄有关的变化生产血液来自体细胞突变导致“自私”干细胞在骨髓在老年人中占据主导地位。这个模型,驱动突变导致的稳步引入克隆功能改变几十年来的发展,解释了戏剧性的和不可避免的转向多样性降低血细胞数量在70岁。克隆成为主导因人而异,因此,模型还解释了变化出现在老年人疾病风险和其他特征。另一项研究中,也发表在自然,探索不同的个体司机突变如何影响细胞随时间增长。

“我们的发现表明,血液干细胞的多样性是迷失在老年人由于快速增长的积极选择与驱动突变克隆。这些克隆“战胜”较慢的增长。在许多情况下,这可能增加健身在干细胞水平付出代价——他们的生产功能成熟血细胞的能力受损,所以解释观察到的与年龄相关的损失函数在血液系统。”——艾米丽·米切尔博士,首席研究员从阿登布鲁克医院和桑格研究所。

“慢性炎症等因素、吸烟、感染和化疗引起早期生长的克隆cancer-driving突变。我们预测,这些因素也提出血液干细胞多样性的下降与衰老有关。可能有可能延缓这一过程的因素,。我们现在有令人兴奋的任务如何这些新发现的突变影响老年人的血液函数,所以我们可以学习如何减少疾病风险,促进健康老龄化。”- - - Elisa Laurenti博士联合Wellcome-MRC剑桥大学干细胞研究所的高级研究员在剑桥大学。

“我们已经表明,第一次,一生中如何稳步积累突变导致灾难性的和不可避免的变化在血细胞数量70岁。超级激动人心的关于这个模型的是,很可能也适用于其它器官系统。我们看到这些自私的司机突变的克隆扩大在许多身体的其他组织随着年龄的增长,我们知道这可以增加患癌症的风险,但是它也可以导致其他功能变化与衰老有关。”——彼得•坎贝尔博士从威康基金会桑格研究所的高级研究员,研究高级研究员。

参考:威廉姆斯米切尔E,斯宾塞·查普曼M, N, et al .克隆造血作用动力学在人类寿命。自然。2022:1-8。doi:10.1038 / s41586 - 022 - 04786 - y

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