造血干细胞(HSC)在骨髓中产生,具有自我更新能力,能够分化生成各种类型的血细胞(包括红细胞、白细胞和血小板)。这种多功能干细胞是免疫系统不可或缺的支持机制。随着人类年龄的增加,造血干细胞变得越来越多,但其生成血细胞和免疫细胞的能力却逐渐下降。正因如此,老年人更容易受到感染,也更容易患上包括白血病在内的疾病。
干细胞衰老是组织和器官老化的重要原因之一。人们发现,造血干细胞的衰老会直接影响免疫系统的功能,但还不清楚造血干细胞的具体衰老机制。日前,杭州师范大学的研究团队在四月十六日的Nature Communications杂志上发表文章,揭示了造血干细胞衰老的一个重要机制。文章的通讯作者是杭州师范大学医学院的鞠振宇(Zhenyu Ju)研究员。
研究人员发现,Wip1(野生型p53诱导的蛋白磷酸酶1)在造血干细胞中高水平表达,而且会随着年龄增加而减少。已知Wip1能够对一些肿瘤抑制子和DNA损伤应答通路进行负调控。但此前人们并不了解Wip1对造血干细胞内稳态和衰老的影响。
研究显示,Wip1缺陷型小鼠在多个层面上表现出造血干细胞的衰老,比如HSC池增大,再生活性受损。去除p53可以挽救Wip1?/?造血干细胞的再生缺陷,同时不影响细胞衰老或凋亡。这说明Wip1–p53通路能够调控造血干细胞的分化,而且不依赖传统的p53通路。
不过,去除p53不会影响Wip1缺陷型小鼠HSC池的大小。进一步研究表明,Wip1缺陷型小鼠的HSC池扩大是由mTORC1介导的。
这项研究为人们展示了一个重要的干细胞衰老机制,p53和mTORC1通路对造血干细胞衰老的不同影响受到Wip1的控制。