衰老的骨髓环境会抑制造血干细胞(HSC)的植入
成功植入的年轻造血干细胞,在老年小鼠的骨髓环境里完全发挥出了 “年轻特性”,显著逆转了衰老相关的造血衰退。衰老最典型的免疫特征是淋巴生成能力下降——初始 B 细胞、初始 T 细胞产能不足,机体应对新病原体、新疫苗的能力大幅衰退,也是老年人感染风险高、疫苗效果差的核心原因。
而移植后,老年小鼠体内的年轻造血干细胞高效分化出淋系祖细胞,其嵌合率是造血干细胞本身的 5 倍,骨髓里的 B 细胞发育通路、胸腺的 T 细胞生成都得到了显著恢复。最终在外周免疫器官中,供体来源的初始 CD4⁺T 细胞占比达到约 40%,而同龄宿主内源的初始 CD4⁺T 细胞仅剩下 5%;初始 CD8⁺T 细胞的差异同样显著,供体来源的占比约 40%,宿主内源仅 15%,相当于直接给老年小鼠的免疫储备补充了大量应对新抗原的 “新兵”。
更关键的是,研究人员对年轻来源的淋系祖细胞做了转录组测序,发现哪怕长期处在老年骨髓的炎症微环境中,这些细胞的基因表达谱和年轻环境里的淋系祖细胞几乎没有差异,仅有十几个基因的表达变化,没有出现衰老相关的通路改变,直接证明了年轻造血干细胞的功能不会被老年微环境 “带偏”,其年轻特性是稳定保留的。
研究也进一步验证了预处理对干细胞干性的影响:通过二次移植实验发现,无论是传统放疗清髓还是 CD45-SAP 预处理,都会诱导移植后的造血干细胞大量增殖,导致其二次移植的重建能力有所下降;而完全没有预处理的移植中,保持静息状态的造血干细胞干性保留得更好。这也提示,非基因毒性的温和预处理,本身就比传统放化疗更有利于保留供体干细胞的长期功能。
在实现稳定植入的基础上,研究团队进一步验证了这套方案对老年血液疾病的干预价值,他们选用了NHD13转基因小鼠——这是经典的骨髓增生异常综合征模型,会随着年龄增长逐步出现 MDS 症状,最终进展为急性白血病,和人类的疾病进程高度相似。研究人员在小鼠 2 月龄、还未出现明显疾病症状时,就用 CD45-SAP 预处理后移植健康野生型小鼠的骨髓细胞,进行长期随访观察。结果显示,未接受移植的对照组小鼠中,75% 最终出现了各类血液疾病,其中 25% 进展为急性白血病;而接受了非基因毒性移植的小鼠,仅有 33% 出现血液异常,且没有一只发展为急性白血病,疾病发生率大幅下降,恶性进展被完全阻断。
研究团队推测,健康的年轻造血干细胞可能通过细胞竞争的机制,抑制了异常克隆的增殖扩张,从而发挥了类似 “肿瘤抑制” 的作用。
这项研究最核心的突破,是打破了 “造血干细胞移植必须承受高毒性放化疗” 的固有认知,为老年人群、无法耐受化疗的患者打开了移植治疗的新可能。从临床价值来看,这套方案不仅可以用于治疗已发病的血液疾病,更有潜力作为预防性手段——针对携带 GATA2、SAMD9 等生殖系突变的血液疾病高危人群,可以在发病前就通过温和移植替换异常的造血干细胞,从根源上阻止疾病发生,这也是传统高毒性移植无法实现的场景。
当然,研究目前仍处于小鼠实验阶段,距离临床转化还有很长的路要走。研究团队也明确指出了当前的局限性:目前仅验证了免疫细胞的数量和表型恢复,还没有评估实际的免疫功能,比如抗感染能力、疫苗应答效果;部分实验样本量有限,且小鼠和人类的造血系统、药物代谢存在物种差异,方案的安全性和有效性都需要后续的大动物实验和临床试验逐步验证。此外,研究也并未支持 “健康人移植年轻干细胞抗衰老” 的说法,研究者明确表示,健康个体之间的异体移植没有任何获益证据,反而存在免疫排斥等未知风险,公众需要警惕各类未经证实的干细胞抗衰噱头。
尽管还有诸多待解决的问题,这项研究依然为应对老龄化带来的血液疾病与免疫衰退负担,提供了一条从 “被动治疗” 转向 “主动干预” 的全新路径。老年小鼠体内重新活跃的新生淋巴细胞已经证明,血液系统的衰老并非不可逆转的单行道,只要找到安全有效的替换方式,重建更年轻的造血与免疫系统,完全有实现的可能。
参考文献:
Konturek-Ciesla, A., Zhang, Q., Kharazi, S. et al. A non-genotoxic stem cell therapy boosts lymphopoiesis and averts age-related blood diseases in mice. Nat Commun 16, 5129 (2025).doi:10.1038/s41467-025-60464-3