了解血细胞分化途径：揭示老年血小板问题的根源

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1251次浏览发布时间：2024-05-21 09:43:40

随着年龄增长，人们更容易罹患血液凝固疾病，即血小板在不必要的时候聚集在一起，可能导致中风和心血管疾病等严重问题。多年来，科学家一直在研究老年人的血细胞为何表现出这种方式，并利用他们的研究成果开发了许多血液稀释药物，目前这些药物已在市场上销售，用于治疗美国主要的死因。

加州大学圣克鲁斯分校的生物分子工程教授Camilla Forsberg和她的研究团队最近发现了一种特殊的血小板类型，随着年龄增长而出现，表现出过度反应和独特的分子特征，这有助于更容易地进行药物靶向治疗。研究人员追踪了血小板群的干细胞起源，揭示了他们首次发现的从干细胞到特殊成熟血小板细胞的年龄相关发育途径。

加州大学圣克鲁斯分校的生物分子工程教授卡米拉·福斯贝格表示：“长达几十年以来一直存在一个难题：为什么老年人更容易患有过度凝血、中风和心血管疾病？我们发现了一个随着年龄增长逐渐显现的全新路径。这个问题制造者！这一直以来都没有被讨论过。”

研究组在著名的《Cell》杂志上发布了一篇论文，详细介绍了他们的新发现。文章的第一作者是Donna Poscablo，她是Forsberg之前的博士生，现在担任斯坦福大学的博士后研究员。她和同事们利用了加州大学圣克鲁斯分校干细胞生物学研究所(IBSC)的资源和培训环境来进行这些实验。

了解血小板

血小板细胞是人体生成的三类血细胞之一，另外两类是红细胞和白细胞。无数这种细胞漂浮在血液中，内外受损时聚集起来，形成自然有效的“绷带”。血小板异常常与年龄增长相关，当这些细胞反应过度形成凝块，或表现不良时就会发生。在这两种情况下，身体无法有效控制出血和凝血，其中反应过度是一个更为普遍的问题。

所有的血细胞都源于造血干细胞，这是一类特殊的细胞。随后，它们会经历一系列称为“分化途径”的步骤成熟，最终转化为血小板、红细胞或白细胞。多年来，人们一直知道随着年龄增长，造血干细胞会逐渐衰退，但这为科学家们提出了一个疑问：如果这些造血细胞不够健康，为何它们产生的血小板反应过度？

一条“快速途径”

作为一名干细胞生物学家，加州大学圣克鲁斯分校的研究人员通过研究造血干细胞来解决这个难题。他们的实验使他们能够在老鼠模型中跟踪这些干细胞的谱系，发现在老年老鼠中，一些血小板不沿着正常分化途径发展。相反，他们选择了所谓的“捷径”途径，跳过了中间步骤，直接成为巨核细胞祖细胞，即在血小板产生之前的血细胞阶段。研究人员表示，这是首次发现的年龄特异性干细胞发展途径。

Forsberg指出：“人们过去认为（血小板和红细胞）有着相同的发展谱系，它们在调控和发展过程中共享许多阶段，直到最后的阶段。当我们看到（次级血小板群）在老年小鼠中已经在干细胞水平上完全分离，这真的让人感到惊讶。”

尽管通过捷径生成的血小板数量具有较高的反应性，但通过主路径生成的血小板继续展现出年轻血小板的特征。

Poscablo表示：“不断细分的层次结构保留了年轻的特质，我认为这一点实在是令人惊讶。”

他们发现，老鼠中年前后开始产生高反应性的次级血小板，随着年龄增长，这些次级血小板的数量逐渐增加。目前为止，科研人员还未发现触发这种次级途径产生的因素。然而，令人意外的是，似乎并非衰老环境本身触发这种现象：当年轻造血干细胞转移到衰老环境时，并未触发捷径途径；而当老年造血干细胞置于年轻环境中时，这些老干细胞会继续像老干细胞一样运作。

Forsberg提到：“另一种不同年龄的血小板具有惊人的弹性。我们发现有一种血小板完全不受老化影响，而我们找到的另一种则是不同的;因此这个现象主要是由分化途径而非环境造成的。”

更有效的治疗方式

认识到这种血小板次级群体的存在，有助于研究人员找到新的方法来靶向和调节这些有问题的细胞。之前，研究人员没有尝试过以这些上游细胞作为目标。

根据专业知识，我们可以掚出如何有针对性地瞄准造血干细胞和巨核细胞祖细胞的议题，这是以前从未真正被突出关注的目标，" Poscablo 表示。

针对这些细胞，可能无需研发新药物，而更简单的是调整现有的血液稀释剂的处方，如阿司匹林，来治疗患有不同程度疾病的患者，即使他们表现出相似的凝血相关症状。通过使用小鼠模型，研究人员将确定哪种干细胞对阿司匹林及市面上众多其他血小板药物更为敏感。

在加利福尼亚州再生医学研究所（CIRM）的支持下，加州大学圣克鲁斯分校（UCSC）的研究人员目前专注于探索人类细胞中的血小板次级群体。在小鼠模型中，他们将继续在美国国立卫生研究院（NIH）的资助下研究如何操纵和控制这一新途径。

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