内容摘要
衰老伴随着多器官功能衰退,而造血系统被认为是驱动机体衰老的关键环节之一,但老年造血干细胞(HSC)群体内部是否存在功能差异尚不清楚。近期,霍华德休斯医学研究所Zhang Yi团队在《Cell Research》上发表题为“Reducing functionally defective old HSCs alleviates agingrelated phenotypes in old recipient mice”文章,利用Sony SH800流式分选仪,结合年轻与老年小鼠的HSC移植、单细胞转录组等多维度功能评估,首次证明老年小鼠HSC群体内部存在显著异质性。此发现不仅揭示HSC异质性对系统衰老的决定性作用,也提出“清除缺陷HSC即可实现机体年轻化”的全新干预策略,为临床抗衰老提供了可转化的实验依据。
1
移植年轻HSC逆转多系统衰老
图1.移植年轻造血干细胞可缓解老年受鼠的衰老表型
研究者首先使用Sony SH800全自动流式细胞分选仪精准分离出年轻与老年小鼠Long-term (LT)-HSCs。连续竞争性移植结果显示,老年HSC在二次移植中的嵌合率显著下降。进一步将1000个年轻或老年HSC单独移植至13月龄受鼠,5个月后年轻HSC组外周血B细胞比例升高,髓系细胞比例下降,Naïve T细胞比例显著增加。此外DNA甲基化时钟显示血液表观遗传年龄显著降低,体能测试全面优于老年HSC组。该结果首次在单细胞维度层面确证“换血”可逆转系统衰老。
2
Sony分选锁定CD150为年龄异质性标记
图2. CD150作为造血干细胞衰老异质性标志物的鉴定
对年轻及老年HSC进行scRNA-seq分析,发现老年HSC可细分为q1–q3三个亚群,其中q3亚群呈现“年轻化”转录特征。通过差异表达、Gene Ontology分析及表观遗传时钟的综合筛选,研究者将候选膜蛋白缩小至7个,最终利用Sony SH800对老年HSC按CD150表达梯度进行四个亚群精准分选。结合后续转录组与表观遗传分析,一致表明CD150low HSC的表观遗传年龄显著低于CD150high HSC,且其染色质开放区域更接近年轻HSC。
3
移植CD150 low年老HSC可延长受鼠寿命
图3.移植老年造血干细胞中的“年轻态”亚群可缓解老龄小鼠的衰老表型
为评估临床可及性,研究者将2000个老年CD150low、CD150high以及全 HSC(未分选)分别移植至13月龄受鼠。结果显示CD150low组外周血B细胞及淋巴细胞计数最高,naïve T细胞比例显著增加,血液表观遗传年龄最低。生存曲线进一步显示CD150low组中位寿命延长9.4%。该结果首次证明,无需外源年轻HSC,仅利用老年体内残余的“年轻火种”亦可实现寿命延长。
流式分选关键应用
在这项研究中,从最初大量骨髓细胞中精准分选LT-HSC,到后续按CD150表达梯度进行四个亚群精细分选,再到竞争性移植实验中反复验证纯度与功能,Sony SH800全自动流式细胞分选仪凭借其高灵敏度、低压力及高效率的分选性能,为科学家提供了无偏差、高活性、可重复的HSC细胞来源。
Sony作为全自动分选技术的开创者和领导者,采用创新的微流控技术,在智能化程度、高分选活性、杜绝交叉污染等多方面拥有独一无二的优势,不仅协助研究者锁定CD150low这群“年轻态火种”,同时确保了从分子机制到寿命延长的完整证据链闭合。
参考文献:
Wang Y, Zhang W, Zhang C, Van HQT, Seino T, Zhang Y. Reducing functionally defective old HSCs alleviates aging-related phenotypes in old recipient mice. Cell Res. 2025 Jan;35(1):45-58. doi: 10.1038/s41422-024-01057-5. Epub 2025 Jan 2. PMID: 39743633; PMCID: PMC11701126.