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造血干細胞( HSCs)是維持血液系統功能正常的關鍵細胞,其衰老過程對整體健康有著深遠的影響。衰老的HSCs自我更新能力下降,并偏向髓系分化,導致淋巴系分化潛能喪失,這種失衡不僅會增加血液系統疾病的風險,還會加速免疫衰老。
既往研究表明,活性氧的積累在促進造血干細胞衰老中起著重要作用,活性氧水平升高可導致細胞損傷和功能衰退,影響HSC的多能性和增殖。因此,靶向活性氧水平或為改善衰老HSC功能的一種有效策略。
近日,來自廣東藥科大學的研究團隊在Aging and Disease雜志發表題為“Peanut Procyanidin A Delays Hematopoietic Stem Cells Aging through Cox5a”的文章。
該研究通過篩選234種FDA批準的天然化合物,發現花生原花青素A可以顯著延緩造血干細胞的衰老。
值得一提的是,花生原花青素A是從花生皮里提取出來的一種天然化合物,具有很強的抗衰老作用。
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為了篩選靶向衰老造血干細胞的天然化合物,研究人員篩選了一個包含234種FDA批準的傳統中藥成分的化合物庫。通過評估衰老造血干細胞中p21和SA-β-gal的水平,發現花生原花青素A(PPA)是恢復衰老造血干細胞活力的最佳候選藥物。體內實驗表明,PPA可以降低干細胞活性氧水平并延緩其衰老。此外,PPA還能促進小鼠受損 HSC 的恢復。
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為了闡明PPA作用于衰老HSC的機制,研究人員對年輕HSC、未經處理的衰老HSC和PPA處理的衰老HSC進行了RNA測序。t-SNE分析顯示,PPA處理的衰老HSC在轉錄組圖譜中形成了一個獨特的簇,并且與年輕HSC的分布更為接近,表明轉錄“復蘇”。對差異表達基因進行無監督分層聚類分析進一步證實,PPA 處理的衰老 HSC 的基因表達譜與年輕 HSC 的基因表達譜相似。
基因本體富集分析表明,改變最顯著的信號通路與細胞代謝相關,包括葡萄糖攝取、乳酸代謝、糖酵解、三羧酸循環和氧化磷酸化。具體而言,PPA 處理下調了氧化磷酸化相關基因的表達,并上調了糖酵解相關基因的表達。PPA 處理也部分恢復了衰老 HSC 的膜電位。此外,花生原花青素A還能特異性地與造血干細胞中的靶標Cox5a相互作用。
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最后,研究人員探究了PPA在人類細胞中的抗衰老作用,建立了衰老CD34+細胞模型并進行了體外藥物處理,發現PPA處理顯著降低了SA-β-gal活性,增加了造血干細胞的數量,減少了細胞凋亡。此外,線粒體氧化磷酸化水平顯著降低。綜上所述,這些研究結果表明,PPA在人CD34+細胞模型中表現出顯著的抗衰老作用,不僅能減輕細胞衰老表型,還能通過調節細胞凋亡和能量代謝來改善造血干細胞功能。
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總而言之,該研究為開發靶向代謝重編程的抗衰老療法提供了理論基礎,并為PPA的臨床應用奠定了基礎。未來的研究應在臨床前階段系統地優化給藥策略并探索聯合療法,同時進一步闡明PPA的完整分子網絡——包括其潛在的表觀遺傳影響和可能的次級靶點——并最終通過嚴格的臨床試驗驗證其在人體中的療效和安全性,從而推進PPA在治療年齡相關造血系統疾病中的實際應用。
參考文獻:
https://www.aginganddisease.org/EN/10.14336/AD.2025.1354
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