造血是一个高度细密且动态调理的历程,其中造血干细胞(hematopoietic stem cell,HSC)饰演着焦点角色,它们一直增殖以维持所有成熟血细胞的稳固供应【1】。然而,随着年岁的增添,造血系统功效逐渐衰退,这一转变不但影响了血细胞的正常天生,还显著增添了血液系统恶性肿瘤的危害【2】。只管已有大宗研究从转录组、表观遗传学和卵白质组学等层面展现了造血谱系随年岁转变的特征【3-5】,但关于朽迈造血细胞的代谢图谱,尤其是其周全深入的代谢机制,现在还知之甚少。
2024年7月17日,浙江大学医学院隶属第一医院/良渚实验室黄河教授团队与浙江大学医学院/良渚实验室钱鹏旭研究员团队相助在Nature Aging期刊在线揭晓了题为A metabolic atlas of blood cells in young and aged mice identifies uridine as a metabolite to rejuvenate aged hematopoietic stem cells的研究论文。这项研究首次绘制了年轻与晚年小鼠造血系统的高通量代谢图谱,为我们提供了迄今为止最周全的跨年岁造血系统的代谢数据集,以增进造血系统的代谢机制的剖析。
该研究团结免疫磁珠富集和流式细胞分选,从200只年轻小鼠和150只晚年小鼠中疏散出15种差别类型的造血细胞。研究职员使用高通量非靶向代谢组学测序手艺,对这些细胞举行了周全剖析,判断出了凌驾2000种代谢物,展现了差别造血细胞之间的代谢差别,并判断了差别造血细胞的特异性代谢特征。
(Credit: Nature Aging)
为了探讨衰总是否在细胞层面上对造血系统的代谢组爆发了显著影响,研究职员对年轻和晚年小鼠的造血细胞举行了代谢物品貌的较量,并判断了在间差别年岁组间保存差别的代谢物。在寻找能够提升朽迈HSC功效的详细代谢干预要领中,研究团队将体外作育系统和体内干预实验相团结,对潜在代谢物举行了筛选,并最终确认了尿苷作为一种高效的代谢物,能够显著恢复朽迈HSC的多种生物学特征。
(Credit: Nature Aging)
为了增进该数据集的有用使用,研究团队开发了一个用户友好的开源平台(MetaB, https://metab-platform.github.io/),使公众能够轻松会见和剖析这些数据。这一平台的推出,为血液康健和朽迈历程感兴趣的公众提供了探索的窗口。
综上所述,该研究通过构建年轻与晚年小鼠的造血系统代谢图谱,为我们提供了迄今为止最为周全的跨年岁数据集,深入展现了造血系统的代谢机制。研究还发明尿苷能够恢复朽迈造血干细胞的活性,这一主要发明为后续相关领域的研究提供了新的视角和战略。同时,研究团队还构建了开源平台,以增进造血系统代谢学的学术交流与相助。
参考文献
1 Orkin, S. H. et al. Hematopoiesis: an evolving paradigm for stem cell biology. Cell 132, 631-644, doi:10.1016/j.cell.2008.01.025 (2008).
2 Li, X. et al. Mechanisms and rejuvenation strategies for aged hematopoietic stem cells. Journal of hematology & oncology 13, 31, doi:10.1186/s13045-020-00864-8 (2020).
3 de Graaf, C. A. et al. Haemopedia: An Expression Atlas of Murine Hematopoietic Cells. Stem cell reports 7, 571-582, doi:10.1016/j.stemcr.2016.07.007 (2016).
4 Choi, J. et al. Haemopedia RNA-seq: a database of gene expression during haematopoiesis in mice and humans. Nucleic acids research 47, D780-d785, doi:10.1093/nar/gky1020 (2019).
5 Wendorff, A. A. et al. Epigenetic reversal of hematopoietic stem cell aging in Phf6-knockout mice. Nature aging 2, 1008-1023, doi:10.1038/s43587-022-00304-x (2022).
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