科学家利用 DNA“条形码”揭示血液衰老机制

5月24日消息，由西班牙巴塞罗那基因组调控中心、生物医学研究所与德国癌症研究中心组成的国际团队，通过追踪DNA“条形码”，首次在人类中系统揭示了血液衰老的动态规律。研究显示，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，如此一来就容易被疾病“突破防线”。其研究成果已于5月21日发表于《自然》（附DOI:10.1038/s41586-025-09041-8）。
研究团队突破性开发了EPI-Clone技术，通过读取DNA甲基化标记这一天然“条形码”，在单细胞层面重建了造血系统的演化史。研究发现，年轻人体内活跃的5~20万血液干细胞每天生成1000~2000亿新血细胞，形成高度多样化的“生态系统”；但50岁后，大量干细胞退出竞争，少数大型克隆开始主导造血功能，这一转变在60岁后加速，最终导致干细胞库多样性丧失。这一现象在60岁以上人群中几乎普遍存在，可能成为解释老年慢性炎症的关键机制，并为早期预警衰老相关疾病提供新思路。
巴塞罗那基因组调控中心研究组长拉斯・韦尔滕（LarsVelten）解释称，“我们的血液干细胞始终在生存竞争中保持平衡。年轻时形成丰富多样的生态系统，年老时仅存的几个克隆必须超负荷工作来补偿。这使整个血液系统变得脆弱——多样化干细胞能应对各种压力，而少数克隆的垄断会削弱系统韧性。”
巴塞罗那生物医学研究所因德拉尼尔・辛格（IndranilSingh）指出：“这种从多样性到垄断的转变具有时钟般的规律性，50岁开始显现，60岁后几乎不可避免。”该现象随年龄增长愈发普遍，已知会增加心脏病、中风和白血病风险。但EPI-Clone发现的多数优势克隆并未携带已知突变，证明克隆扩增是血液衰老的普遍特征，而不仅是癌变前兆。该技术突破也为探索人类抗衰老疗法开辟新路径。德国癌症研究中心生物信息学家、论文第一作者迈克尔・舍雷尔（MichaelScherer）表示：“DNA甲基化如同二进制代码，每个位点的标记状态构成天然条形码。五年前还无法想象能在数万细胞中实现单细胞分辨率追踪，这是技术的巨大飞跃。”研究团队目前正致力于优化EPI-Clone技术，为临床应用做准备。韦尔滕表示：“要实现精准抗衰老医学，我们必须先看清问题本质，而EPI-Clone首次可以为人类提供这一帮助。”