2022-08-09 07:25

炎症会加速造血系统的老化

inflammation

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。血液干细胞再生能力在感染炎症后被抑制至少一年,这表明感染和炎症可能是组织中与年龄相关的功能衰退的主要驱动因素。与此相一致的是,在生命早期暴露于这种挑战的小鼠,发展出了在老年人中经常观察到的与衰老相关的临床特征。

骨髓中的血液干细胞为组成血液系统的不同类型的细胞提供终身的补充。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癌。这类疾病被认为是由与年龄相关的干细胞自我更新能力下降引起的。然而,在高度控制、无病原体的条件下饲养的小鼠模型,很少会自发地患上这种与年龄相关的疾病。

据专家介绍,这种与年龄有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级别炎症,这种疾病只在晚年发展,并损害血液干细胞的功能。“然而,我们想要回答的问题是,生命早期的炎症和感染是否会永久性地损害血液干细胞,从而促进血液系统的老化,”德国癌症研究中心和干细胞研究所HI-STEM的Mick Milsom说。“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,我们从未看到任何干细胞恢复的证据,这表明这个过程是持久的,甚至可能是不可逆的。”

小鼠被多次注射促炎物质或细菌,每隔四周注射一次。每一轮挑战之间缺乏干细胞恢复,这意味着这些治疗会产生叠加抑制效应,支持解释与年龄相关的组织功能障碍和疾病的模型:单独的感染或炎症实例,即使相隔数月或数年,也会对干细胞功能产生累积抑制效应。

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。“在老鼠身上的观察结果与通常的理论相矛盾:我们以前认为,在炎症挑战之后,血液干细胞会恢复到所谓的休眠状态,以保持自我更新的能力,”米尔索姆说,解释他的研究的这一令人惊讶的方面。

重要的是,年轻小鼠的炎症导致造血系统的持续变化,类似于老年人经常发现的与年龄相关的变化。这包括贫血和骨髓细胞数量减少。米尔索姆总结研究结果时说:“年轻时的炎症和感染似乎会加速造血系统的老化。”“我们的下一个挑战是探索预防性抗炎治疗是否可以延缓血液系统与年龄相关的疾病的发展,同时仍然保留对病原体的免疫反应。”

这项研究发表在《细胞干细胞》杂志上。