引言
造血是一个高度精密且动态调节的过程，其中造血干细胞（hematopoietic stem cell，HSC）扮演着核心角色，它们不断增殖以维持所有成熟血细胞的稳定供应【1】。然而，随着年龄的增长，造血系统功能逐渐衰退，这一变化不仅影响了血细胞的正常生成，还显著增加了血液系统恶性肿瘤的风险【2】。尽管已有大量研究从转录组、表观遗传学和蛋白质组学等层面揭示了造血谱系随年龄变化的特征【3-5】，但对于衰老造血细胞的代谢图谱，尤其是其全面深入的代谢机制，目前还知之甚少。2024年7月17日，浙江大学医学院附属第一医院/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合作在Nature Aging期刊在线发表了题为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老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全面的跨年龄造血系统的代谢数据集，以促进造血系统的代谢机制的解析。
该研究结合免疫磁珠富集和流式细胞分选，从200只年轻小鼠和150只老年小鼠中分离出15种不同类型的造血细胞。研究人员利用高通量非靶向代谢组学测序技术，对这些细胞进行了全面分析，鉴定出了超过2000种代谢物，揭示了不同造血细胞之间的代谢差异，并鉴定了不同造血细胞的特异性代谢特征。
（Credit: Nature Aging）
为了探究衰老是否在细胞层面上对造血系统的代谢组产生了显著影响，研究人员对年轻和老年小鼠的造血细胞进行了代谢物丰度的比较，并鉴定了在间不同年龄组间存在差异的代谢物。在寻找能够提升衰老HSC功能的具体代谢干预方法中，研究团队将体外培养系统和体内干预实验相结合，对潜在代谢物进行了筛选，并最终确认了尿苷作为一种高效的代谢物，能够显著恢复衰老HSC的多种生物学特性。
（Credit: Nature Aging）
为了促进该数据集的有效利用，研究团队开发了一个用户友好的开源平台（MetaB, https://metab-platform.github.io/），使公众能够轻松访问和分析这些数据。这一平台的推出，为血液健康和衰老过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老年小鼠的造血系统代谢图谱，为我们提供了迄今为止最为全面的跨年龄数据集，深入揭示了造血系统的代谢机制。研究还发现尿苷能够恢复衰老造血干细胞的活性，这一重要发现为后续相关领域的研究提供了新的视角和策略。同时，研究团队还构建了开源平台，以促进造血系统代谢学的学术交流与合作。
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).https://www.nature.com/articles/s43587-024-00669-1责编|探索君
排版|探索君
文章来源|“BioArt”
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