Nat Aging | 陆新江团队发现剪切力调控造血干细胞命运

造血干细胞(HSC)位于骨髓中并处于静息状态，但在低氧、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。

2026年1月2日，浙江大学基础医学院陆新江团队在Nature Aging杂志上在线发表题为“Shear stress governs hematopoietic stem cellfate to promote inflammation-induced aging”的研究论文。研究阐述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。

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。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。

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1）。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。

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。

图1Piezo1 激活通过 Jam3 和 Capn2 诱导 HSC 增殖和髓系分化

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。

陆新江课题组致力于研究应激条件下神经内分泌免疫的调控机制，聚焦高原低氧下造血干细胞的功能重塑以及在高原低氧相关疾病中的作用。课题组位于紫金港校区，因研究拓展需要，诚聘造血干细胞、细胞代谢、骨髓生理学和神经内分泌等领域博士后1-2名。岗位要求：近3年内获博士学位，对科学探索有浓厚兴趣和创新思维，有较强的独立科研工作能力，富有团队合作精神。实验室提供优良的工作环境、科研平台和竞争性薪酬。有意向者请将个人简历和1-2篇代表作发送至luxinjiang@zju.edu.cn，题目请标注“博士后应聘”。

https://www.nature.com/articles/s43587-025-01039-1

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