Костный мозг — жирное желеобразное вещество внутри наших костей — представляет собой невидимую электростанцию, тихо производящую 500 миллиардов новых клеток крови каждый день. Этот процесс управляется гемопоэтическими стволовыми клетками, которые генерируют все различные типы клеток крови в нашем организме и регенерируют себя, чтобы обеспечить бесперебойную работу всего конвейера по производству крови.
Как и любая сложная система, гемопоэтические стволовые клетки теряют функциональность с возрастом и в процессе этого повышают риск серьезных заболеваний, включая рак крови. Мы знаем, что риск развития заболеваний, связанных со старением, у разных людей различен. Удивительно, однако, что мало что известно о том, по-разному ли стареют гемопоэтические стволовые клетки у разных людей.
«Если вы возьмёте комнату, полную 50-летних, некоторые из них будут полностью седыми, другие — с солью и перцем, а у некоторых вообще не будет седых волос», — комментирует Дженнифер Троубридж (Jennifer Trowbridge). «Логически можно было бы ожидать обнружить такие же изменения в функции гемопоэтических стволовых клеток, но до сих пор никто не изучал это напрямую».
На это есть веская причина: поскольку эти гемопоэтические стволовые клетки настолько редки, исследователи обычно объединяют все эти стволовые клетки вместе, изучая их в совокупности. В статье, опубликованной в научном журнале Blood, Троубридж с соавторами изучили гемопоэтические стволовые клетки на уровне отдельных клеток у девяти отдельных, генетически идентичных мышей среднего возраста.
Ученые обнаружили, что, несмотря на то, что все мыши были одного возраста, гемопоэтические стволовые клетки в костном мозге этих отдельных мышей старели по-разному. Но это не все. Команда исследователей смогла предсказать функцию гемопоэтических стволовых клеток на основе активности двух факторов роста, которые также присутствуют у людей.
Два фактора роста — Kitl и Igf1 — продуцируются мезенхимальными стромальными клетками (МСК), которые окружают стволовые клетки в микроокружении костного мозга. Профилируя транскриптом РНК в этих МСК у отдельных мышей, Троубридж обнаружил, что уменьшение этих факторов роста коррелирует с возрастными молекулярными программами в гемопоэтических стволовых клетках.
«Количество вырабатываемых факторов роста напрямую коррелирует со снижением функции стволовых клеток — и мы обнаружили заметно больше вариаций в гемопоэтических стволовых клетках, чем в других клетках костного мозга», — объясняет Троубридж. «Это действительно снимок процесса старения в действии, на клеточном уровне».
У людей, которые генетически разнообразны и ведут различный образ жизни, различия в старении гемопоэтических стволовых клеток, вероятно, будут даже больше, чем в тщательно контролируемых моделях животных, заключает Троубридж. Хотя в текущем исследовании не изучалось, вызывает ли клеточное старение стволовых клеток непосредственно неблагоприятные последствия для здоровья, вполне вероятно, что такие изменения играют роль в широком спектре последствий для здоровья как мышей, так и людей.
Литература:
Kira A. Young et al, Variation in Mesenchymal KITL/SCF and IGF1 Expression at Middle Age Underlies Steady-State Hematopoietic Stem Cell Aging, Blood Journal (2024). DOI: 10.1182/blood.2024024275