DNA“条形码”揭示血液衰老机制

据最新一期《自然》杂志报道，西班牙巴塞罗那基因组调控中心利用全新技术追踪了血液干细胞DNA上化学标签的变化，结果显示，从50岁开始，人体血细胞将由少数干细胞克隆主导生成，免疫系统逐渐失去弹性，易被疾病“突破防线”。

年轻时，人体有5万到20万个活跃的血液干细胞。它们每天会产生1000亿到2000亿个新的血细胞。随着年龄增长，许多干细胞逐渐“退役”，只剩少数干细胞不断克隆复制新血细胞，并占据主导地位。

这里的克隆指的是起源于同一个血液干细胞的细胞群体。这些细胞来自同一个祖先干细胞，因此携带相同的遗传和表观遗传特征。而少数主导克隆指的是某几个干细胞及其后代占据了血液系统的主要部分。

克隆细胞DNA上的化学标签(甲基化标记)有助于细胞知道该开启或关闭哪些基因。当干细胞分裂时，甲基化标记会被复制到其子细胞中，留下一个永久的、天然的“条形码”。根据这一“条形码”，科学家可追溯干细胞的“家谱”。

此次科学家开发了一种被称为EPI-Clone的技术，重建了小鼠和人类的血液生成历史，追踪了哪些干细胞对血液的生成作出了贡献。研究显示，在老年小鼠中，70%的血液来自少数主导克隆。在人类中也发现类似趋势：从50岁开始，多样的干细胞系统逐渐由少数主导克隆接管，60岁以后这一现象更加普遍。也就是说，原本血液系统像“百花齐放”，但年纪大了就变成“几家独大”。

更重要的是，这些主导克隆往往倾向制造髓样细胞，这是一种与慢性炎症密切相关的免疫细胞。这可能是“炎症性衰老”的根源，也与心脏病、中风、白血病等疾病风险上升有关。这一发现有助医生提早观察患者血液老化情况，从而做到早发现、早预防。