我国学者在骨髓造血干细胞放射损伤与修复机制研究方面取得进展

图 丝氨酸代谢对辐射诱导造血干细胞铁死亡的调控作用与机制

　　在国家自然科学基金项目（批准号：81930090、82273571）等资助下，陆军军医大学王军平教授、杜长虹副教授、王崧副教授团队在骨髓造血干细胞放射损伤与修复机制研究方面取得进展。研究成果以“线粒体丝氨酸分解代谢保护稳态和损伤时造血干细胞池的维持（Mitochondrial serine catabolism safeguards maintenance of the hematopoietic stem cell pool in homeostasis and injury）”为题，于2024年8月23日在《细胞·干细胞》（Cell Stem Cell）杂志在线发表。论文链接：https://www.cell.com/cell-stem-cell/abstract/S1934-5909(24)00285-6。

　　机体的终生造血功能主要由定植于骨髓中的造血干细胞（hematopoietic stem cell，HSC）所维持。正常情况下，骨髓HSC数量和功能均非常稳定，但在电离辐射诱导的骨髓放射损伤等情况下，骨髓HSC数量大幅减少且出现功能障碍，进而可导致造血功能衰竭的发生。然而，骨髓HSC放射损伤与修复的发生过程与机制尚未阐明，目前还缺乏有效的防护措施。

　　研究团队通过单细胞测序分析发现，骨髓HSC的丝氨酸代谢具有独特性和异质性，表现为骨髓HSC尤其是平衡分化HSC对外源性丝氨酸的依赖性，及较强的线粒体丝氨酸分解代谢能力。电离辐射后，小鼠会迅速出现低丝氨酸血症，导致骨髓HSC线粒体丝氨酸分解代谢障碍，减少了线粒体丝氨酸分解代谢所产生的还原型烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸盐（nicotinamide adenine dinucleotide phosphate，NAD(P)H）。NAD(P)H降低可促进骨髓HSC铁死亡的发生。通过补充丝氨酸不但可减轻骨髓放射损伤后HSC铁死亡的发生，而且可显著提高重度放射损伤小鼠的存活率（图）。

　　该研究揭示了骨髓HSC放射损伤与修复的重要分子机制，为临床救治放射损伤造血功能衰竭提供了新的思路。