随着年龄的增长，骨髓产生健康血细胞的能力显著下降，导致与年龄相关的炎症和疾病。然而，德国明斯特市马克斯普朗克分子生物医学研究所的一支研究团队发现，颅骨骨髓是一个例外，它不仅在一生中持续扩展，而且在衰老期间保持健康。颅骨骨髓内的特化血管也继续生长，推动这一扩展过程，这使其成为身体老化过程中独特的终生血管生长案例。
骨髓微环境控制着造血干细胞的自我更新和命运，这些干细胞负责生成我们体内的所有血细胞。这一复杂且精细调节的造血干细胞维持网络在衰老过程中被破坏，导致免疫细胞的过度生产及其功能的整体下降。血管作为这一生态位的关键组成部分，在大多数器官中随着年龄的增长而减少并失去功能性完整性。脂肪过度积累、骨质流失、严重炎症以及髓系细胞相对于淋巴细胞的强烈偏见也是骨髓老化的重大标志。
我们的身体大多数骨骼含有骨髓，但长骨（如手臂和腿）和平骨（如颅骨）通过不同的发育和骨化过程形成。由于其薄且几乎透明的物理特性，小鼠颅骨长期以来一直被用作活体内成像平台，以跟踪活体小鼠骨髓中造血干细胞的活动，假设不同骨骼中的所有骨髓微环境都是可比较的。
马克斯普朗克研究所的科学家们挑战了这一假设，并提出：所有骨髓隔室是否以相同方式老化？他们现在发现，颅骨骨髓具有非常独特的性质，使其能够在成年后持续扩展，并在整个生命过程中对老化标志表现出惊人的抵抗力。
这一显著观察是在马克斯普朗克研究所Ralf H. Adams领导的研究团队使用特殊成像技术可视化整个颅顶（即颅骨顶部）的血管网络和所有骨髓细胞时作出的。通过这种活体内免疫荧光方法，科学家们能够比较老化过程中颅顶骨髓的整体变化。
该研究发表在《自然》杂志上。
研究的第一作者、Ralf H. Adams实验室的博士后研究员Bong-Ihn Koh在比较成年小鼠和95周大的老年小鼠的颅骨时，遇到了一个完全意想不到的转变。“成年小鼠的颅顶骨髓非常少，我原本不期望在老化过程中看到骨髓总量有重大变化。但当我第一次看到老年小鼠的颅骨时，我惊讶地发现颅顶现在完全充满了骨髓和血管。”
这种颅骨骨髓的持续增长也在年轻成人与老年受试者的计算机断层扫描（CT）图像中得到观察。通过各种药理学处理来调节血管，科学家们发现，颅骨骨髓中的持续血管生长推动了其显著扩展。“我们身体各个器官中的大多数血管床在老化过程中会减少数量和功能。颅骨骨髓在老化过程中的巨大扩展确实令人惊讶，但颅骨骨髓内血管的显著增加更加令人惊讶。我们认为这是身体老化过程中一个非常独特的终生血管生长案例。”Koh说道。
不仅颅骨骨髓和血管随着年龄的增长显著增长，造血干细胞微环境也对老化的主要标志表现出抵抗力，并在整个生命过程中保持惊人的健康状态。“在老化小鼠的股骨中观察到的所有主要老化标志，如脂肪过度积累、炎症和免疫细胞类型偏见，在同一小鼠的颅骨骨髓中几乎不存在。事实上，各种功能实验最终证明，老化颅骨骨髓微环境使造血干细胞保持比长骨更好的状态。”Koh说。
目前的研究还显示了老年小鼠颅骨和股骨骨髓中造血干细胞和构成骨髓血管的内皮细胞的分子通路存在差异。“虽然我们现在知道颅骨骨髓在老化过程中继续增长并保持惊人的健康状态，但我们仍需弄清楚这种滋养和抗老化微环境是如何创建和维持的。”Koh说。“这真的只是冰山一角。了解特定生态位成分如何独特调节，将使我们能够应用这些知识，使其他骨髓隔室也具有抗老化能力。”
这项研究不仅是老化研究领域的重要贡献，还具有改变我们对相似组织之间特化功能的理解的巨大潜力，例如颅骨骨髓在一般生理和各种疾病中的独特免疫功能。
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