剪切力是炎症性衰老的“加速器”，浙江大学陆新江等合作发现剪切力调控造血干细胞命运

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Nat Aging：剪切力是炎症性衰老的“加速器”，浙江大学陆新江等合作发现剪切力调控造血干细胞命运
9 S: h) I# d: G; Q6 n/ ^1.        造血干细胞 (HSC)2 q) `1 A& i" l/ ^* [
2.        Piezo1拮抗剂
" W0 l5 s/ z7 U2 Y% z2 j; }" j3.        高原低氧! T: I2 D; L# W. B6 E, L- b
来源：iNature 2026-01-09 14:214 k" Z$ r* X  h
该研究揭示了机械敏感离子通道Piezo1感知血流剪切力，介导HSC 增殖和髓系分化的分子机制。
9 z% h+ [7 }% L) ~造血干细胞 (HSC)位于骨髓中并处于静息状态，但在高原低氧、炎症和细胞因子刺激等条件下，被动员至外周血并暴露于血流剪切力环境中。然而机械刺激调控HSC的机制尚不明确。
& ~) R  R3 g: \' T: o  _; D/ v# V7 b2026年1月2日，浙江大学陆新江团队在Nature Aging（IF=19.5）在线发表题为Shear stress governs hematopoietic stem cell fate to promote inflammation-induced aging的研究论文。该研究揭示了机械敏感离子通道Piezo1感知血流剪切力，介导HSC 增殖和髓系分化的分子机制。* ~, a& @( w0 b3 x9 o  V( s- U  M
在这里，研究人员发现，Piezo1感知血流中的剪切应力，从而诱导HSC增殖和骨髓生成。剪切应力在小鼠和人类HSC中诱导Piezo1介导的离子电流和Ca2+内流，并通过JAM3和CAPN2途径对增殖和髓样分化产生下游效应。GsMTx4是一种Piezo1拮抗剂，通过抑制HSC活化来减轻小鼠炎症诱导的衰老。这些发现通过多层信号将机械传感器Piezo1与HSC增殖和骨髓分化联系起来，突出了它在加速炎症诱导的衰老中的作用。# k# ]( c  V) o5 O

" g9 B" n- R. K- p衰老涉及慢性低度炎症，由损害造血干细胞(HSC)功能的外部刺激加剧，从而加速衰老。感染和额外的炎症暴露明显导致了老年人的死亡。随着年龄的增长，血流中的剪切应力增加，其特征是动脉僵硬度增加，逆行和振荡剪切应力增大。成人骨髓在压力需求下产生更多的造血细胞。0 ?( F3 `7 J" ]: v
该课题组采用微流控和电生理技术发现剪切力诱导HSC增殖和髓系分化，Piezo1介导HSC的离子电流和Ca2+内流（图1）。造血细胞特异性敲除Piezo1减少HSC的增殖和髓系分化。进一步通过单细胞转录组测序（scRNA-seq）发现激活Piezo1上调Jam3信号影响HSC的增殖，并揭示Piezo1通过Tcf7l2诱导Jam3的表达。此外，Piezo1介导Ca2+内流特异性激活Capn2，从而驱动HSC向髓系分化。
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剪切力通过Piezo1介导离子电流调控HSC功能（图源自Nature Aging ）  y; a' g( e9 D9 K/ \: B1 d
上述研究结果表明，Piezo1感知血流中的剪切应力，通过Jam3和Capn2信号通路诱导HSC增殖和髓系分化，促进炎症诱导的衰老（图2）。应用Piezo1拮抗剂GsMTx4能够减缓小鼠模型中炎症诱导的衰老进程，由于GsMTx4具有良好的临床前疗效，预示其具有重要的临床转化价值。+ ?4 @, r( \. a% D9 @
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图2 Piezo1激活通过Jam3和Capn2诱导HSC增殖和髓系分化（图源自Nature Aging ）# u- L7 F. N7 F. M
研究团队还发现高原低氧同样诱导HSC动员进入血液。考虑到造血细胞特异性敲除Piezo1减少HSC增殖和髓系分化，从而提示高原低氧下HSC动员到血液中产生的功能重塑是高原衰退症发生的重要机制。
) E6 L% O9 S, D浙江大学百人计划研究员陆新江、浙江大学医学院教授方马荣、浙江大学医学院附属邵逸夫医院副教授冯晔、浙江大学医学院教授杨巍为该文共同通讯作者。浙江大学医学院附属第一医院教授梁廷波和章琦对该文的工作予以大力的支持。浙江大学脑科学与脑医学学院陈学群教授在该文HSC功能研究方面做出重要贡献。浙江大学医学院博士生商同瑶为第一作者，浙江科技大学土木与建筑工程学院副教授赵莉、杭州医学院研究员应士波为共同第一作者。此外浙江大学博士生杨悦、刘家东、王迎迎、程澄、吴溢鑫和陈时尧，临床医学硕士生薛纪鹏，在实验执行和论文撰写中做出贡献。浙江大学医学院附属第二医院主任医师苏立达协助获取和处理人样本。中国人民解放军联勤保障部队第九四一医院主任医师董红梅、西藏大学高原脑科学与环境习服重点实验室主任马海林在本论文的研究和写作过程中做出了贡献。本研究得到了“重大慢性非传染性疾病防控研究" 重点专项（no. 2024ZD0525100/2024ZD0525103）、国家自然科学基金（82471905, 32120103007, 82072241）和浙江省自然科学基金重点项目（LZ23C110001）等资助。
, `# `- p9 A$ v7 H' h4 S原文链接：1 S$ |5 a& {- j0 ]: b
https://www.nature.com/articles/s43587-025-01039-1
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