新的研究揭示了终生在造血干细胞中缓慢积累的遗传变化如何可能导致 70 岁后血液产生的巨大变化。
这项由 Wellcome Sanger 研究所、Wellcome-MRC 剑桥干细胞研究所的科学家和合作者共同完成的研究今天发表在《自然》杂志上，并提出了一种新的衰老理论。
所有人类细胞在整个生命过程中都会发生遗传变化，称为体细胞突变。随着时间的推移，我们的细胞会累积多种类型的损伤，从而导致衰老，其中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，目前尚不清楚这种逐渐积累的分子损伤如何转化为 70 岁后我们的器官功能突然恶化。
为了研究这一衰老过程，来自 Wellcome Sanger 研究所、剑桥干细胞研究所和合作者的团队研究了骨髓中血细胞的产生，分析了 10 个年龄从新生儿到老年人的个体。他们对 3,579 个造血干细胞的全基因组进行了测序，确定了每个细胞中包含的所有体细胞突变。该团队使用它来重建每个人的造血干细胞的“家谱”，首次展示了对血细胞之间关系以及这些关系如何在人类生命周期中发生变化的公正观点。
研究人员发现，这些“家谱”在 70 岁之后发生了巨大变化。65 岁以下成年人的血细胞产生来自 20,000 到 200,000 个干细胞，每个干细胞的贡献量大致相等。相比之下，70 岁以上的人的血液产量非常不平等。一组减少的扩增干细胞克隆——少至 10 到 20 个——在所研究的每个老年人中贡献了多达一半的血液生产。这些高活性干细胞的数量在该人的一生中逐渐扩大，这是由一种罕见的体细胞突变子集引起的，称为“驱动突变”。
这些发现促使研究小组提出了一个模型，其中与年龄相关的血液生成变化来自体细胞突变，导致“自私”干细胞在老年人的骨髓中占主导地位。这个模型，随着驱动突变的稳定引入，导致功能改变的克隆在几十年内的增长，解释了 70 岁后血细胞群体多样性减少的戏剧性和不可避免的转变。哪些克隆占主导地位因人而异，因此，该模型还解释了老年人疾病风险和其他特征的变化。今天也发表在《自然》杂志上的第二项研究探讨了不同的个体驱动突变如何随着时间的推移影响细胞生长速度。
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