唯一逆龄生长的奇迹！Nature：颅骨骨髓在整个生命过程中不断扩张，并在衰老过程中保持健康

随着年龄的增长，骨髓制造健康血细胞的能力会明显下降，导致与年龄相关的炎症和疾病。然而，德国马克斯-普朗克分子生物医学研究所的一项新研究发现，颅骨骨髓在骨髓衰老过程中是一个例外。这项研究揭示了颅骨骨髓不仅在整个生命过程中不断增加造血功能，而且其内部的特化血管也在继续生长，成为身体衰老过程中血管终生生长的独特个例。

相关研究结果于2024年11月13日在线发表在Nature期刊上，论文标题为“Adult skull bone marrow is an expanding and resilient haematopoietic reservoir”。

骨髓微环境控制着造血干细胞的自我更新和命运，而造血干细胞负责制造人体内的所有血细胞。在衰老过程中，这个复杂的造血干细胞维护网络会受到破坏，导致免疫细胞生成比例失调，功能整体下降。血管是这个微环境的重要组成部分，大多数器官的血管数量在衰老过程中会减少，并失去功能完整性。脂肪过度堆积、骨质流失、严重炎症以及髓系细胞明显多于淋巴细胞也是骨髓衰老的主要标志。

颅骨骨髓的独特性

人体内大多数骨骼都含有骨髓，但长骨（如手臂和腿部）和扁平骨（如颅骨）的形成经历了不同的发育和骨化过程。小鼠颅骨因其薄且近乎透明的物理特性，长期以来一直被用作体内成像平台，以跟踪活体小鼠骨髓中造血干细胞的活动，前提是不同骨骼中的骨髓微环境具有可比性。

研究方法与发现

在这项新的研究中，作者对这一假设提出了质疑：所有骨髓区室的衰老方式是否相同？论文通讯作者Ralf H. Adams及其团队利用一种特殊的成像技术对整个血管网络和整个颅骨顶部——称为颅盖（calvarium）的所有骨髓细胞进行了可视化，从而得出了这一惊人的观察结果。利用这种活体免疫荧光方法，他们能够比较颅骨骨髓在衰老过程中的整体变化。

论文第一作者、Adams实验室博士后研究员Bong-Ihn Koh在比较完全生长的年轻成年小鼠和95周大的年老小鼠的颅骨时，遇到了完全出乎意料的变化。“年轻成年小鼠的颅骨中骨髓很少，我没想到在衰老过程中骨髓总量会发生重大变化。但当我第一次观察年老小鼠的颅骨时，我惊奇地发现，小鼠颅骨如今已经完全被骨髓填满，而且充满了血管。”

成年颅骨血管与年龄相关的扩张

颅骨骨髓的扩张

在年轻成年人的计算机断层扫描（CT）中，也观察到了颅骨骨髓的这种持续增长，与老年人类受试者相比也是如此。作者利用各种药物疗法来调节血管，发现颅骨骨髓中持续的血管生长促使其在整个生命过程中大幅扩张。

Koh说：“人体各器官中的大多数血管床都会在衰老过程中减少数量和功能。颅骨骨髓在衰老过程中的大规模扩张无疑令人惊讶，但颅骨骨髓内血管的大幅增加更令人惊讶。我们认为这是我们体内血管终生生长的一个非常独特的个例。”

抗衰老的微环境

颅骨骨髓和血管不仅随着年龄的增长而大幅增长，而且造血干细胞微环境对衰老的关键特征保持着顽强的生命力，并在整个生命过程中保持着惊人的健康。Koh说：“在衰老小鼠股骨中观察到的所有主要衰老特征，如过度脂肪堆积、炎症和免疫细胞类型偏差，在同一只小鼠的颅骨骨髓中几乎都不存在。事实上，各种功能实验最终证明，相比于长骨，衰老的颅骨骨髓微环境能使造血干细胞保持更好的状态。”

不同的分子途径

这项新的研究还显示，老年小鼠颅骨骨髓和股骨骨髓的造血干细胞和构成骨髓血管的内皮细胞的分子途径存在一些差异。Koh说：“虽然我们如今知道，颅骨骨髓在衰老过程中会继续生长并保持惊人的健康，但我们仍然需要弄清楚这种具有承受力的微环境是如何形成和维持的。这其实只是冰山一角。了解这种微环境的某些成分是如何被独特调控的，将使我们能够运用这些知识使其他骨髓区室也具有抗衰老的能力。”

这项研究不仅是对衰老研究领域的重大贡献，而且极有可能从根本上改变我们对类似组织之间特化功能的思考方式，例如颅骨骨髓在一般生理和各种疾病中的独特免疫功能。（生物谷Bioon.com）

参考资料：

Bong Ihn Koh et al. Adult skull bone marrow is an expanding and resilient hematopoietic reservoir. Nature, 2024, doi:10.1038/s41586-024-08163-9.