细胞也能三岁看老？

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在人的一生中，造血干细胞不断地形成新鲜血液。当这些细胞衰老后，它们就会失去功能。莱布尼茨老龄化研究所-弗里茨-利普曼研究所（FLI）的研究人员发现了一种导致造血干细胞衰老的基因机制。基因Igf2bp2在青年时期会激活造血干细胞的生长和新陈代谢。令人惊讶的是，当该基因缺失时，由于衰老导致的造血干细胞功能丧失会减少。这一现象表明，在造血干细胞年轻时，基因Igf2bp2预先编程了它们最终的衰老。

生长因子Igf2bp2在年轻时控制造血干细胞的生长和代谢活动，在晚年时导致与衰老相关的干细胞功能丧失 | Pixabay, Gerd Altmann

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FLI的研究人员已经能够证明，在小鼠中，生长因子Igf2bp2通过激活干细胞代谢和生长，来控制早期成熟造血干细胞功能。“在那之后，基因被沉默并失去其功能，在高龄干细胞中几乎不活跃。”FLI研究小组负责人、耶拿大学（FSU）分子医学教授K. Lenhard Rudolph解释，“令人惊讶的是，即使该基因在生命后期不再活跃，沉默该基因的小鼠晚年表现出年龄相关的造血干细胞功能，也比正常在年轻时激活过该基因的小鼠功能丧失更少。这表明生命早期中的Igf2bp2基因功能导致了干细胞的部分老化。”

当前研究的实验结果表明，幼年小鼠生长和新陈代谢的激活也对造血干细胞随后的功能丧失进行了预先安排，并将其铭刻在细胞的记忆中。Igf2bp2基因在小鼠年轻时驱动生长和代谢活动，但这些活动也导致小鼠晚年造血干细胞功能的丧失。

“研究结果表明，造血干细胞不受干扰地发育需要一定的生长和代谢活动。这两个过程会作为一种记忆烙印到细胞中，随后导致造血干细胞在生命后期丧失功能。”Rudolph教授假设到，“这种现象背后的机制在很大程度上仍然未知。如果我们能够充分理解它，就有望开发出新的疗法来改善老年人的健康状况。”

新的造血干细胞亚群在青年期小鼠依赖Igf2bp2基因的代谢和生长中会表现出特别强的活性 | pxhere

“小鼠年轻时，Igf2bp2基因的活跃可能会触发造血干细胞中的某种记忆，然后在小鼠高龄时导致血液系统功能障碍。”研究人员推测到。该研究的第一作者索苗苗认为，上述过程中，遗传信息或表观遗传因素的化学变化可能很重要。

“我们变老是因为我们在生长。我们无法停止生长，但部分消除细胞新陈代谢和生长活动的记忆在未来是有可能的，而衰老过程也有望改善。”Rudolph教授总结道。

[1] Miaomiao Suo et al, Age-dependent effects of Igf2bp2 on gene regulation, function, and aging of hematopoietic stem cells in mice, Blood (2022). DOI: 10.1182/blood.2021012197

[2]https://phys.org/news/2022-06-preprogrammed-aging-gene-controlled-growth-youth.html

编译：鳕鱼

编辑：靳小明

排版：尹宁流

题图来源：《工作细胞》

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