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Cell Stem Cell：降低这种元素的含量，可以逆转干细胞的衰老！随着年龄的增长，我们的造血干细胞(hsc)产生新的红细胞、白细胞和其他重要血液成分的能力下降，从而导致慢性炎症，加速血癌和退行性疾病的发生。阿尔伯特·爱因斯坦医学院和美国国家癌症研究Montefiore Einstein综合癌症中心(MECCC)的研究人员发现，通过降低这些成体干细胞中的铁含量，可以预防甚至逆转造血干细胞功能的衰竭。研究结果发表在2024年3月7日的《细胞干细胞》杂志印刷版上。 “我们已经证明，这种HSC功能的下降不是不可避免的，似乎是可逆的，通过使用临床可用的药物降低细胞内的铁含量，我们能够在老年小鼠中恢复年轻的造血干细胞池。这种简单的治疗策略有望减缓与衰老有关的疾病，以及慢性炎症性疾病和血癌。”该研究的资深作者和共同通讯作者Britta Will博士说。 铁在造血干细胞中的意外作用 这项研究可以追溯到2018年，当时Will博士及其同事观察到，用于提高血小板血细胞水平的药物eltrombopag也会刺激造血干细胞的活性。当时，研究人员发现，这种改善的发生是因为eltrombopag从造血干细胞中去除或螯合铁。他们的新研究表明，造血干细胞内的铁含量决定了细胞的命运和功能。 在分析了造血干细胞后，研究人员发现，过量的细胞内铁会激活造血干细胞内的炎症，并促使它们进入休眠状态——在这种状态下，细胞的功能被大大减缓，类似于动物的冬眠。休眠限制了造血干细胞自我复制和产生足够数量高质量血细胞的能力。相反，当需要更多的血液成分时，铁含量受限的造血干细胞容易繁殖并有效地作出反应。 “所以基本上，铁限制控制和保护干细胞的再生能力——它们分裂和分化成血细胞的能力，”该论文的共同通讯作者、爱因斯坦大学肿瘤学和医学研究助理教授, Yun-Ruei Kao博士说。 缺铁维持HSC健康的机制是什么?在对幼鼠的研究中，研究人员发现，低铁会触发造血干细胞的分子反应，暂时增加脂肪酸代谢，增强造血干细胞在幼鼠体内增殖后的遗传程序。相比之下，发现老年小鼠的HSC中含有增加的铁水平，抑制了这种新发现的脂肪酸代谢途径的激活。 研究人员接下来研究了从造血干细胞中去除铁是否会改善年老和衰老小鼠的血细胞生成。为了降低造血干细胞中的铁含量，研究小组连续14天每天给老年小鼠注射铁螯合剂去铁胺。与对照组相比，暴露于铁螯合的衰老造血干细胞移植到其他小鼠体内后产生的血细胞明显更多。长期的铁螯合有更明显的效果：当6个月大(中年)的小鼠被给予铁螯合剂13个月(进入老年)时，动物的hsc的再生能力比对照组增加了10倍。 衰老与铁的摄入 由于衰老与全身缺铁普遍相关，医生经常建议老年人服用补铁剂或多吃富含铁的食物。这种补充铁可以降低缺铁性贫血的风险，而缺铁性贫血是许多健康问题的根源。Will博士说，这些建议仍然有效。她指出，随着年龄的增长，铁代谢会恶化，导致一些器官缺铁，而另一些器官，包括许多造血干细胞所在的骨髓，则会出现铁负荷。 “我们研究的关键发现——螯合剂，通过中和hsc内的铁负荷，可能使hsc在老年时保持健康，这是潜在的重要发现，据我们所知，这是第一次非侵入性策略成功地使干细胞恢复活力。但就像所有的实验策略一样，它需要在临床环境中进行评估，以确保它安全有效。”Will博士说。 Will博士目前正在从几个角度探索hsc和铁的关联：如何在衰老过程中安全地限制hsc中的铁；限制造血干细胞内的铁含量是否可以阻止其向癌变造血干细胞的衰老相关转化；以及其他成体干细胞，比如肠道中的干细胞，在多大程度上依赖铁限制来可靠地再生组织和器官? |
