随着年龄的增长,他们变得更容易患凝血疾病,当被称为血小板的血细胞在不需要的时候聚集在一起,并可能导致中风和心血管疾病等重大问题。几十年来,科学家们一直在研究老年人血细胞为什么会有这种行为,利用他们的见解开发出了目前市场上无数的血液稀释药物,用于治疗美国的主要死因
现在,加州大学圣克鲁斯分校生物分子工程教授Camilla Forsberg和她的研究小组发现了一种独特的血小板次级群体,这种群体随着年龄的增长而出现,具有高反应行为和独特的分子特性,这可以使它们更容易被药物靶向
研究人员追踪了这群血小板的干细胞起源,发现了有史以来第一个发现的从干细胞到独特成熟血小板的年龄特异性发育途径
“几十年来的问题一直是:为什么老年人有如此高的凝血过度、中风和心血管疾病风险?”Forsberg说。“我们发现了一种随着衰老而逐渐出现的全新途径,即麻烦制造者!这从来都不是讨论的一部分。”
研究小组在《细胞》杂志上发表的一篇论文中介绍了他们的发现。第一作者Donna Poscablo是Forsberg的前博士生,现在是斯坦福大学的博士后学者,她和她的同龄人利用加州大学圣克鲁斯分校干细胞生物学研究所的资源和训练环境进行了这些实验
了解血小板血小板是身体产生的三种血细胞之一,红细胞和白细胞是另外两种。数以百万计的这些细胞一直漂浮在血液中,当内部或外部发生损伤时,它们会凝结在一起,形成一个天然的、有生命的创可贴众所周知,当这些细胞反应过度、经常形成血栓或表现不佳时,就会发生血小板失调,这种失调会随着年龄的增长而增加。在这两种情况下,身体都无法正确控制出血和凝血,尽管高反应性是一个更常见的问题
所有血细胞一开始都是造血干细胞,这是一类特殊的干细胞,然后通过一系列被称为“分化途径”的中间步骤成熟,最终成为血小板、红细胞或白细胞。几十年来,人们都知道这些造血干细胞会随着年龄的增长而衰退,但这给科学家们带来了一个矛盾:如果造血细胞不太健康,那么为什么它们产生的血小板会产生高反应
作为干细胞生物学家,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问题他们进行了实验,使他们能够在小鼠模型中追踪这些干细胞的谱系,并发现在老年小鼠中,它们的一些血小板不会沿着分化途径传播
相反,他们采取了UCSC研究人员所称的“捷径”途径,跳过中间步骤,立即成为巨核细胞祖细胞,即血小板产生前的血细胞阶段。据研究人员所知,这是迄今为止发现的第一个年龄特异性干细胞途径
Forsberg说:“人们认为[血小板和红细胞]是一个共同调节和中间阶段直到最后的谱系。”。“看到[第二血小板群体]完全与干细胞水平分离,只在老年小鼠中,这真的很令人惊讶。”
虽然从捷径产生的血小板群体具有高反应性,但从主要途径产生的血小板继续表现得像年轻人的血小板
Poscablo说:“逐渐分化的级联保持了年轻的特性,我觉得这本身也令人惊讶。”他们发现,小鼠在中年左右开始产生高反应性的二次血小板,其数量随着年龄的增长而逐渐增加。到目前为止,研究人员还没有发现开始产生这种次级途径的触发因素
然而,出乎意料的是,它似乎并不是由衰老环境本身触发的:当年轻的造血干细胞转移到衰老环境中时,它似乎不会触发捷径;当一个老化的造血干细胞被放入年轻的环境中时,老的干细胞继续作为老干细胞运行
Forsberg说:“另一种途径的年龄弹性令人惊讶。”。“其中一个血小板群体根本不受[衰老]的影响,而我们发现的是,因此整个现象主要不是由环境引起的,而是由分化途径引起的。”
选择更好的治疗方法了解这种次要的血小板群体的存在,将有助于研究人员找到新的方法,通过干细胞靶向和调节这些有问题的细胞。在此之前,研究人员还没有试图靶向这些上游细胞
Poscablo说:“根据我们的专业知识,我们可以提出如何靶向造血干细胞和现在的巨核细胞祖细胞的问题,这在以前从未真正被强调为靶向细胞。”靶向这些细胞可能不需要开发新的药物,而是更简单地告知现有血液稀释剂的处方,如阿司匹林,这些稀释剂可以在不同程度上治疗不同的患者,即使他们出现类似的凝血相关症状。利用他们的小鼠模型,研究人员将确定两种干细胞群体中哪一种更敏感
Journal information: Cell
Provided by University of California - Santa Cruz
2024-09-15
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2024-09-15
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