編輯推薦：艾伯特·愛因史坦醫學院和美國國家癌癥研究Montefiore Einstein綜合癌癥中心(MECCC)的研究人員發現，透過降低成體幹細胞中的鐵含量，可以預防甚至逆轉造血幹細胞功能的衰竭。
隨著年齡的增長，我們的造血幹細胞(hsc)產生新的紅血球、白血球和其他重要血液成分的能力下降，從而導致慢性炎癥，加速血癌和退行性疾病的發生。艾伯特·愛因史坦醫學院和美國國家癌癥研究Montefiore Einstein綜合癌癥中心(MECCC)的研究人員發現，透過降低這些成體幹細胞中的鐵含量，可以預防甚至逆轉造血幹細胞功能的衰竭。研究結果發表在3月7日的【細胞幹細胞】雜誌印刷版上。
「我們已經證明，這種HSC功能的下降不是不可避免的，似乎是可逆的，透過使用臨床可用的藥物降低細胞內的鐵含量，我們能夠在老年小鼠中恢復年輕的造血幹細胞池。這種簡單的治療策略有望減緩與衰老有關的疾病，以及慢性炎癥性疾病和血癌。」該研究的資深作者和共同通訊作者Britta Will博士說。
這項研究可以追溯到2018年，當時Will博士及其同事觀察到，用於提高血小板血細胞水平的藥物eltrombopag也會刺激造血幹細胞的活性。當時，研究人員發現，這種改善的發生是因為eltrombopag從造血幹細胞中去除或螯合鐵。他們的新研究表明，造血幹細胞內的鐵含量決定了細胞的命運和功能。
在分析了造血幹細胞後，研究人員發現，過量的細胞內鐵會啟用造血幹細胞內的炎癥，並促使它們進入休眠狀態——在這種狀態下，細胞的功能被大大減緩，類似於動物的冬眠。休眠限制了造血幹細胞自我復制和產生足夠數量高品質血細胞的能力。相反，當需要更多的血液成分時，鐵含量受限的造血幹細胞容易繁殖並有效地作出反應。
「所以基本上，鐵限制控制和保護幹細胞的再生能力——它們分裂和分化成血細胞的能力。」該論文的共同通訊作者、愛因史坦大學腫瘤學和醫學研究助理教授,Yun-Ruei Kao博士說。
缺鐵維持HSC健康的機制是什麽？在對幼鼠的研究中，研究人員發現，低鐵會觸發造血幹細胞的分子反應，暫時增加脂肪酸代謝，增強造血幹細胞在幼鼠體內增殖後的遺傳程式。相比之下，發現老年小鼠的HSC中含有增加的鐵水平，抑制了這種新發現的脂肪酸代謝途徑的啟用。
研究人員接下來研究了從造血幹細胞中去除鐵是否會改善年老和衰老小鼠的血細胞生成。為了降低造血幹細胞中的鐵含量，研究小組連續14天每天給老年小鼠註射鐵螯合劑去鐵胺。與對照組相比，暴露於鐵螯合的衰老造血幹細胞移植到其他小鼠體內後產生的血細胞明顯更多。長期的鐵螯合有更明顯的效果：當6個月大(中年)的小鼠被給予鐵螯合劑13個月(進入老年)時，動物的hsc的再生能力比對照組增加了10倍。
由於衰老與全身缺鐵普遍相關，醫生經常建議老年人服用補鐵劑或多吃富含鐵的食物。這種補充鐵可以降低缺鐵性貧血的風險，而缺鐵性貧血是許多健康問題的根源。Will博士說，這些建議仍然有效。她指出，隨著年齡的增長，鐵代謝會惡化，導致一些器官缺鐵，而另一些器官，包括許多造血幹細胞所在的骨髓，則會出現鐵負荷。
「我們研究的關鍵發現——螯合劑，透過中和hsc內的鐵負荷，可能使hsc在老年時保持健康，這是潛在的重要發現，據我們所知，這是第一次非侵入性策略成功地使幹細胞恢復活力。但就像所有的實驗策略一樣，它需要在臨床環境中進行評估，以確保它安全有效。」
Will博士目前正在從幾個角度探索hsc和鐵的關聯：如何在衰老過程中安全地限制hsc中的鐵；限制造血幹細胞內的鐵含量是否可以阻止其向癌變造血幹細胞的衰老相關轉化；以及其他成體幹細胞，比如腸道中的幹細胞，在多大程度上依賴鐵限制來可靠地再生組織和器官?
