炎症会加速造血系统的老化
根据德国癌症研究中心(DKFZ)和干细胞研究所HI-STEM的科学家最近发表的一篇文章,在小鼠中,早期到中年的炎症会导致功能性血液干细胞的永久性下降。在感染炎症后,血液干细胞的再生能力至少被抑制了一年,这表明感染和炎症可能是与年龄相关的组织功能下降的主要驱动因素。与此同时,在早期生活中受到这种挑战的小鼠出现了临床相关的衰老特征,这些特征在老年人中经常被观察到。
血液干细胞骨髓提供一个终身补充不同类型的细胞构成血液系统.此外,它们还能够制造新的干细胞,这一过程被称为“自我更新”。在老年人中,经常发生造血系统疾病,如贫血或某些形式的血液癌症.这些疾病被认为是由干细胞自我更新的年龄相关下降引起的。然而,在高度控制的、无病原体的条件下饲养的小鼠模型,很少自发地患上这种与年龄有关的疾病。
据专家介绍,这种与年龄相关的造血系统功能丧失的原因是一种被称为炎症的慢性低度炎症,这种疾病只在晚年发生,并损害血液干细胞的功能。“然而,我们想要回答的问题是炎症还有感染早期的生活德国癌症研究中心和HI-STEM干细胞研究所的米克·米尔索姆说:“会永久性地损害血液干细胞,从而促进血液系统老化。”“因此,我们进行了耗时的实验,以确定如何观察感染和炎症后对干细胞功能的抑制作用,并得出了令人惊讶的结论,我们从未看到干细胞恢复的任何证据,这表明这一过程是持久的,甚至可能是不可逆的。”
研究人员用促炎物质或细菌多次刺激小鼠,每次注射间隔四周。在每一轮挑战之间缺乏干细胞恢复意味着这些治疗导致了一种附加的抑制效应,支持了一个解释年龄相关组织功能障碍和疾病的模型:其中感染或炎症的单独实例可能具有累积性的抑制作用对干细胞功能的影响,即使相隔数月或数年。
研究人员随后确定了造血功能失调的原因:血液干细胞在炎症刺激下被迫分裂,无法自我更新。缺乏自我更新的长期后果是造血系统衰竭。“在小鼠身上的这一观察与普遍的理论相矛盾:我们之前认为,在炎症性挑战之后,血液干细胞恢复到所谓的休眠状态,以保持自我更新的能力,”米尔索姆解释说,他的工作令人惊讶的方面。
重要的是,年轻小鼠的炎症导致了造血系统的持续变化,类似于老年人中经常发现的与年龄相关的变化。这些包括贫血和减少的数量细胞在骨髓中。米尔索姆在总结研究结果时说:“年轻时的炎症和感染似乎会加速造血系统的衰老。”“我们的下一个挑战是探索预防性抗炎治疗是否可以延缓与年龄有关的血液系统疾病的发展,同时仍然保持对病原体的免疫反应。”
这项研究发表在细胞干细胞.
更多信息:Ruzhica Bogeska等人,炎症暴露导致造血干细胞自我更新活性的长期损伤和加速衰老,细胞干细胞(2022)。DOI: 10.1016 / j.stem.2022.06.012