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造血干细胞和祖细胞(HSPCs)受性别和年龄影响,但相关量化研究少。研究人员以 C57BL/6 小鼠为模型,研究性别和年龄对 Tet2 基因敲除小鼠 HSPCs 的影响。结果发现雄性部分 HSPCs 更多,且性别差异对原始祖细胞影响大。该研究为转基因研究提供重要参考。
在人体的血液世界里,随着年龄增长,造血细胞会悄悄发生变化。体细胞突变如同一个个 “小捣蛋”,在造血细胞中随机积累。当这些突变让造血干细胞(HSCs)获得某些优势时,一种名为克隆性造血(CH)的现象就出现了。CH 可不是个简单的事情,它和多种疾病的发生以及全因死亡率都有着紧密的联系。然而,就像神秘的宝藏藏在重重迷雾之后,关于 CH 仍有许多关键问题没有答案。比如,CH 相关突变到底是如何精准地引发克隆性扩张的?那些可能存在的非细胞自主因素又在这个过程中扮演着什么角色?而且,尽管人们知道性别会影响造血干细胞和祖细胞(HSPCs),但很少有研究能清楚地告诉大家,在携带 CH 相关突变的模型里,性别对 HSPCs 各个群体到底有怎样的影响。
为了揭开这些谜团,来自国外的研究人员展开了深入的研究。他们把目光聚焦在 C57BL/6 小鼠身上,这种小鼠可是研究 HSCs 的 “得力助手”。研究人员针对 Tet2(Tet 甲基胞嘧啶双加氧酶 2)基因进行研究,Tet2 基因编码的蛋白能催化修饰后的 DNA 碱基甲基胞嘧啶转化为 5 - 羟甲基胞嘧啶,在造血过程中发挥着重要作用。他们构建了 Tet2 基因敲除的小鼠模型,以此来探究性别和年龄对 HSPCs 群体的影响。
这项研究有着十分重要的意义。它不仅为我们理解造血功能和疾病进展提供了新的视角,还强调了在小鼠研究中考虑性别和年龄因素的重要性。研究成果发表在《Experimental Hematology》杂志上,为该领域的进一步研究奠定了坚实基础。
研究人员在这项研究中主要运用了以下关键技术方法:首先,通过特定的小鼠品系杂交获得带有 Tet2 基因缺失(Vav - Cre+ Tet2fl/fl)的雄性和雌性 C57BL/6 小鼠,同时设置对照小鼠(Tet2fl/fl) 。其次,采用多参数流式细胞术对小鼠骨髓细胞进行免疫表型分析,以此来确定不同细胞群体的特征和数量。
下面来看看具体的研究结果:
- Tet2 基因敲除对造血组织的影响:研究人员对不同年龄(6 周龄、2 月龄、4 月龄、6 月龄和 12 月龄)的 Tet2 基因敲除小鼠和对照小鼠的造血组织进行了研究。他们发现,直到 4 个月时,Tet2 基因敲除小鼠的骨髓细胞数量差异才变得显著,而且在这个过程中,雄性和雌性小鼠之间并没有明显的差异。同时,6 月龄和 12 月龄的 Tet2 基因敲除小鼠出现了明显的脾肿大现象,不过在脾脏大小方面,雄性和雌性小鼠之间同样没有差异。为了聚焦在白血病前期,后续实验选用了 6 周龄、2 月龄和 4 月龄的小鼠。
- 性别差异对原始细胞群体的影响:利用信号淋巴细胞激活分子(SLAM)家族标记 CD150 和 CD48 来识别原始细胞群体。当混合分析雄性和雌性小鼠时,在每个年龄组内,Tet2 基因敲除小鼠和对照小鼠的 Lin?Sca - 1+c - kit+(LSK)细胞绝对数量并没有显著差异。但当按性别分开分析时,不同年龄组出现了显著差异,Tet2 基因敲除小鼠的 LSK 细胞数量比对照小鼠有所增加。进一步研究更原始的多能祖细胞(MPP,LSK CD48?CD150?)和长期造血干细胞(LT - HSC,LSK CD48?CD150+)群体发现,在混合小鼠组和按性别分开的组中,不同年龄阶段也呈现出不同的差异情况。除了 6 周龄的 LT - HSC 群体,其他所有原始群体中雄性细胞的比例都更高。
- 性别差异对分化祖细胞群体的影响:与原始 HSPCs 的性别差异不同,在研究分化祖细胞群体时,研究人员发现 Tet2 基因敲除小鼠和对照小鼠之间几乎没有显著差异。无论是混合分析雄性和雌性小鼠,还是按性别分开比较,在常见的髓系祖细胞(CMP,LK CD34+CD16/32?)、粒细胞 - 单核细胞祖细胞(GMP,LK CD34+CD16/32+)和巨核细胞 - 红细胞祖细胞(MEP,LK CD34?CD16/32?)群体中,都未观察到明显的性别差异。
在研究结论和讨论部分,研究人员指出,在特定年龄组(如 4 月龄),雄性小鼠的 LT - HSCs、MPP 和 LSK 细胞数量比雌性小鼠更多。LSK 群体对性别差异尤为敏感,如果在实验中不区分雄性和雌性小鼠,就可能无法发现 Tet2 基因敲除小鼠和对照小鼠之间的显著差异。这一发现揭示了单一性别或性别比例不均衡实验可能导致对转基因改变对 HSPCs 影响的错误解读。同时,研究还发现性别差异在 HSPCs 中还与小鼠年龄有关,所以在观察到性别差异时,年龄因素也必须被纳入考虑范围。此外,研究人员还分析了 Dnmt3a 基因缺失的影响,发现其对原始 HSPCs 也有类似的性别差异,这进一步支持了性别对干细胞和祖细胞群体有特异性影响的观点。总的来说,这项研究强调了在小鼠研究中保持雄性和雌性比例相等并按性别分开分析结果的重要性,为后续血液疾病相关的研究提供了关键的参考依据,推动了该领域的进一步发展。