伴随机体衰老,骨髓造血干细胞(HSC)功能呈渐进性衰退,此为克隆性造血及年龄相关血液系统疾病发生的根源[1]。因此,发现驱动造血干细胞功能衰退的早期分子事件,对于开发干细胞年轻化干预策略具有重要意义。近年来,单细胞测序技术的广泛应用揭示了衰老过程中造血干细胞群体异质性的日益增加,然而,如何借助可靠的表面标志物在衰老早期对处于不同功能状态的干细胞进行精准分层,仍是当前面临的一大挑战。与此同时,代谢重编程、DNA损伤累积与表观遗传重塑等在衰老进程中相互耦合的具体机制尚待深入阐明[2-3]。因此,寻找可用于早期预警及干预衰老干细胞的有效靶点,已成为干细胞与再生医学领域亟待解决的科学问题。
2026年8月5日,中国医学科学院血液病医院(中国医学科学院血液学研究所)Toshio Suda教授团队在《The EMBO Journal》在线发布了题为“P-selectin delineates conserved functional heterogeneity in early hematopoietic stem cell aging in humans and mice”的研究论文。研究团队通过整合多组学数据与功能验证,系统揭示了P‑selectin标记的造血干细胞亚群在衰老进程中的差异化演变规律,明确了该分子在造血干细胞衰老早期异质性形成中的关键作用,为基于表面标志物的干细胞衰老预警及靶向干预提供了理论依据与潜在候选分子。
该研究整合人类HSC单细胞测序数据发现,SELP的表达在衰老早期即显著上升,并在衰老造血干细胞中持续维持于高水平。基于小鼠模型的功能实验及bulk RNA‑seq分析进一步证实,Selphigh-HSCs表现出DNA损伤增加及向巨核/髓系谱系分化的显著倾向,主要激活巨核细胞启动、促炎反应及氧化应激相关程序;与之相对,Selplow-HSCs则髓系分化偏向减弱,保留淋系细胞相关特征及氧化还原平衡状态,显示出更强的干细胞自我更新保护能力。团队进一步结合小鼠ATAC-seq分析发现,Selphigh-HSCs富集了炎症、血小板相关调控元件及CTCF基序,而Selplow-HSCs则展现出由ETS家族驱动的、与干细胞适应性密切相关的开放染色质网络。人类HSC单细胞测序数据的进一步分析验证了上述特征在进化上的高度保守性。
该研究确立了P-selectin作为早期造血干细胞衰老标志物的关键地位,绘制了跨物种保守的衰老造血干细胞异质性图谱,并揭示了其表观遗传的调控机制。上述发现为延缓年龄相关造血功能衰退、开发针对克隆性造血的早期筛查与干预策略提供了全新思路,对血液系统衰老相关疾病的防治具有重要的临床转化价值。
中国医学科学院血液病医院(中国医学科学院血液学研究所)Toshio Suda教授为通讯作者,Yang Chong副研究员为第一作者。该研究获得国家自然科学基金、中国医学科学院医学与健康科技创新工程等项目的支持。
参考文献:
1. Beerman I, Maloney WJ, Weissmann IL, Rossi DJ (2010) Stem cells and the aging hematopoietic system. Curr Opin Immunol 22:500–506
2. Fujino T, Asada S, Goyama S, Kitamura T (2022) Mechanisms involved in hematopoietic stem cell aging. Cell Mol Life Sci: CMLS 79:473
3. Su T-Y, Hauenstein J, Somuncular E, Dumral Ö, Leonard E, Gustafsson C, Tzortzis E, Forlani A, Johansson A-S, Qian H, Månsson R, Luc S (2024) Aging is associated with functional and molecular changes in distinct hematopoietic stem cell subsets. Nat Commun 15:7966
撰稿:Yang Chong
编辑:李炳轩
校对:林仲玮
审核:祁健伟 石莉红