干細胞衰老導致白血病患病率升高

日期：2011-12-06 08:55:10

據美國斯坦福大學醫學院的科學家稱，人類干細胞也不能幸免與細胞衰老。研究人員對可生成血液和免疫系統細胞的造血干細胞進行了研究。了解隨著時間的流逝這些干細胞何時以及如何開始衰老可能解釋為什么一些疾病（如急性髓細胞性白血?。┗疾÷孰S著年齡的增加而升高，以及為什么老年人往往更容易感染，如感冒和流感。

Wendy Pang博士說，“我們知道，免疫系統功能似乎隨著年齡的增加而下降。” “這是對年輕人和老年人提純的造血干細胞功能和基因表達譜進行比較的首次研究，該研究告訴我們，這些臨床變化可以追溯到與干細胞功能?！?SPAN lang=EN-US>

具體來說，研究人員發現，與20歲-35歲的健康人相比，65歲以上的健康人的造血干細胞生成淋巴細胞較少，而淋巴細胞可調節對病毒和細菌的免疫應答逐漸增加（細胞分離自骨髓標本）。相反，老年人的造血干細胞，更易于生成另一種稱之為骨髓細胞的白細胞。這種傾向也許可以解釋為什么老年人比年輕人更易生成骨髓惡性腫瘤。

這項研究結果在線發表在11月28日的《國家科學院院刊》上。參與了斯坦福大學醫學科學的培訓計劃的Pang，是本研究的第一作者;病理學教授Irving Weissman博士為通訊作者。Weissman還是斯坦福大學干細胞生物學和再生醫學研究所主任。

Pang開始進行研究以了解人造血干細胞的老化是否像小鼠造血干細胞一樣。以往的研究表明，隨著實驗室老鼠衰老，小鼠造血干細胞在數量和功能發生改變。Pang 采集了15名健康老人和28位健康年輕人的造血干細胞并對他們的患病率，分布及細胞周期譜進行了比較。

她發現，老年人的造血干細胞中餓骨髓細胞比例比年輕人高。老年人的造血干細胞分裂比年輕人更活躍。但其數量更多，且增殖速度加快并不能轉化為更大的效益;就如同頂部旋轉減慢后頂部出現搖擺而失去控制一樣，老化的造血干細胞在嘗試保持與日常生活的需求上出現失控。

當Pang在實驗室培養皿中純化并增殖造血干細胞時發現，老年人的造血干細胞分化成B淋巴細胞較少，而更易分化成髓細胞。此外，免疫缺陷的實驗室小鼠移植老年人造血干細胞后數周到數月，其骨髓中的人造血干細胞分化為較大比例的骨髓至淋巴樣細胞。

最后，Pang對兩組人造血干細胞基因表達譜，以及5份42-61歲人類造血干細胞樣本進行了研究。她發現，老人捐助者的造血干細胞表達幾種與細胞周期，增殖和發展有關的年齡相關基因，以及與DNA修復和細胞死亡相關的基因。上述基因表達水平較高，表明這些細胞在新的血液或免疫細胞需要，而非適時的進入細胞周期前不太可能寂然無聲。

總體來說，結果反映了不同年齡的實驗室小鼠造血干細胞的研究結果。他們認為，人造血干細胞的功能隨著一個人的年齡變化而改變，就是說有時會不但會導致免疫應答不足，而且還會引起不適當的增殖和特定類型的血液癌癥如急性髓細胞性白血病。他們還為許多其他條件下的研究貢獻了有價值的信息。

弗吉尼亞和D.K. Ludwig臨床癌癥研究中心的教授，斯坦福大學癌癥研究所的成員Weissman說，“在小鼠和人類中，體系老化的機制一直是難題”。 “因為年齡較大的小鼠和人的造血干細胞來自于早期的造血干細胞，有兩種可能可解釋這些差異是如何發生的，一是隨著衰老，早期的造血干細胞的基因表達模式發生改變，出現遺傳性改變，從而向髓系發展，二是每個早期造血干細胞已經有了一個特異性譜系，并通過年齡自然選擇爭取寶貴的微環境，而向髓細胞方向發展?！?SPAN lang=EN-US>Weissman認為，理解這種可能正確的理論能夠幫助未來的醫生保證與年齡相關疾病患者的更合適的造血干細胞存活。

Pang說，“這些調查結果也將作為未來與年齡有關的疾病研究如髓細胞發育不良綜合征，貧血和白血病的重要的基線數據，現在我們知道了未生病的老年個體的造血干細胞如何變化以及其功能，我們應該能夠從正常年齡有關的疾病中梳理出與疾病相關的變化?！?SPAN lang=EN-US>