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造血是一個高度精密且動態調節的過程，其中造血干細胞（hematopoietic stem cell，HSC）扮演著核心角色，它們不斷增殖以維持所有成熟血細胞的穩定供應【1】。然而，隨著年齡的增長，造血系統功能逐漸衰退，這一變化不僅影響了血細胞的正常生成，還顯著增加了血液系統惡性腫瘤的風險【2】。盡管已有大量研究從轉錄組、表觀遺傳學和蛋白質組學等層面揭示了造血譜系隨年齡變化的特征【3-5】，但對于衰老造血細胞的代謝圖譜，尤其是其全面深入的代謝機制，目前還知之甚少。

2024年7月17日，浙江大學醫學院附屬第一醫院/良渚實驗室黃河教授團隊與浙江大學醫學院/良渚實驗室錢鵬旭研究員團隊合作在Nature Aging期刊在線發表了題為A metabolic atlas of blood cells in young and aged mice identifies uridine as a metabolite to rejuvenate aged hematopoietic stem cells的研究論文。這項研究首次繪制了年輕與老年小鼠造血系統的高通量代謝圖譜，為我們提供了迄今為止最全面的跨年齡造血系統的代謝數據集，以促進造血系統的代謝機制的解析。

該研究結合免疫磁珠富集和流式細胞分選，從200只年輕小鼠和150只老年小鼠中分離出15種不同類型的造血細胞。研究人員利用高通量非靶向代謝組學測序技術，對這些細胞進行了全面分析，鑒定出了超過2000種代謝物，揭示了不同造血細胞之間的代謝差異，并鑒定了不同造血細胞的特異性代謝特征。

（Credit: Nature Aging）

為了探究衰老是否在細胞層面上對造血系統的代謝組產生了顯著影響，研究人員對年輕和老年小鼠的造血細胞進行了代謝物豐度的比較，并鑒定了在間不同年齡組間存在差異的代謝物。在尋找能夠提升衰老HSC功能的具體代謝干預方法中，研究團隊將體外培養系統和體內干預實驗相結合，對潛在代謝物進行了篩選，并最終確認了尿苷作為一種高效的代謝物，能夠顯著恢復衰老HSC的多種生物學特性。

（Credit: Nature Aging）

為了促進該數據集的有效利用，研究團隊開發了一個用戶友好的開源平臺（MetaB, https://metab-platform.github.io/），使公眾能夠輕松訪問和分析這些數據。這一平臺的推出，為血液健康和衰老過程感興趣的公眾提供了探索的窗口。

綜上所述，該研究通過構建年輕與老年小鼠的造血系統代謝圖譜，為我們提供了迄今為止最為全面的跨年齡數據集，深入揭示了造血系統的代謝機制。研究還發現尿苷能夠恢復衰老造血干細胞的活性，這一重要發現為后續相關領域的研究提供了新的視角和策略。同時，研究團隊還構建了開源平臺，以促進造血系統代謝學的學術交流與合作。

參考文獻

1 Orkin, S. H. et al. Hematopoiesis: an evolving paradigm for stem cell biology. Cell 132, 631-644, doi:10.1016/j.cell.2008.01.025 (2008).

2 Li, X. et al. Mechanisms and rejuvenation strategies for aged hematopoietic stem cells. Journal of hematology & oncology 13, 31, doi:10.1186/s13045-020-00864-8 (2020).

3 de Graaf, C. A. et al. Haemopedia: An Expression Atlas of Murine Hematopoietic Cells. Stem cell reports 7, 571-582, doi:10.1016/j.stemcr.2016.07.007 (2016).

4 Choi, J. et al. Haemopedia RNA-seq: a database of gene expression during haematopoiesis in mice and humans. Nucleic acids research 47, D780-d785, doi:10.1093/nar/gky1020 (2019).

5 Wendorff, A. A. et al. Epigenetic reversal of hematopoietic stem cell aging in Phf6-knockout mice. Nature aging 2, 1008-1023, doi:10.1038/s43587-022-00304-x (2022).