造血干細胞(HSC)位于骨髓中并處于靜息狀態(tài)，但在低氧、炎癥和細胞因子刺激等條件下，被動員至外周血并暴露于血流剪切力環(huán)境中。然而機械刺激調(diào)控HSC的機制尚不明確。

2026年1月2日，浙江大學基礎(chǔ)醫(yī)學院陸新江團隊在Nature Aging雜志上在線發(fā)表題為“Shear stress governs hematopoietic stem cellfate to promote inflammation-induced aging”的研究論文。研究闡述了機械敏感離子通道Piezo1感知血流剪切力，介導HSC增殖和髓系分化的分子機制。

該課題組采用微流控和電生理技術(shù)發(fā)現(xiàn)剪切力誘導HSC增殖和髓系分化， Piezo1 介導HSC的離子電流和 Ca2+ 內(nèi)流。造血細胞特異性敲除Piezo1減少HSC的增殖和髓系分化。進一步通過單細胞轉(zhuǎn)錄組測序（scRNA-seq）發(fā)現(xiàn)激活Piezo1上調(diào)Jam3信號影響HSC的增殖，并揭示Piezo1通過Tcf7l2誘導Jam3的表達。此外，Piezo1介導Ca2+內(nèi)流特異性激活Capn2，從而驅(qū)動HSC向髓系分化。

上述研究結(jié)果表明，Piezo1感知血流中的剪切應力，通過Jam3和Capn2信號通路誘導HSC增殖和髓系分化，促進炎癥誘導的衰老（圖1）。應用Piezo1 拮抗劑 GsMTx4能夠減緩小鼠模型中炎癥誘導的衰老進程，由于GsMTx4具有良好的臨床前療效，預示其具有重要的臨床轉(zhuǎn)化價值。

研究團隊還發(fā)現(xiàn)高原低氧同樣誘導HSC動員進入血液?？紤]到造血細胞特異性敲除Piezo1減少HSC增殖和髓系分化，從而提示高原低氧下HSC動員到血液中產(chǎn)生的功能重塑是高原衰退癥發(fā)生的重要機制。

圖1Piezo1 激活通過 Jam3 和 Capn2 誘導 HSC 增殖和髓系分化

浙江大學百人計劃研究員陸新江、浙江大學醫(yī)學院教授方馬榮、浙江大學醫(yī)學院附屬邵逸夫醫(yī)院副教授馮曄、浙江大學醫(yī)學院教授楊巍為該文共同通訊作者。浙江大學醫(yī)學院附屬第一醫(yī)院教授梁廷波和章琦對該文的工作予以大力的支持。浙江大學腦科學與腦醫(yī)學學院陳學群教授在該文HSC功能研究方面做出重要貢獻。浙江大學醫(yī)學院博士生商同瑤為第一作者，浙江科技大學土木與建筑工程學院副教授趙莉、杭州醫(yī)學院研究員應士波為共同第一作者。此外浙江大學博士生楊悅、劉家東、王迎迎、程澄、吳溢鑫和陳時堯，臨床醫(yī)學碩士生薛紀鵬，在實驗執(zhí)行和論文撰寫中做出貢獻。浙江大學醫(yī)學院附屬第二醫(yī)院主任醫(yī)師蘇立達協(xié)助獲取和處理人樣本。中國人民解放軍聯(lián)勤保障部隊第九四一醫(yī)院主任醫(yī)師董紅梅、西藏大學高原腦科學與環(huán)境習服重點實驗室主任馬海林在本論文的研究和寫作過程中做出了貢獻。

陸新江課題組致力于研究應激條件下神經(jīng)內(nèi)分泌免疫的調(diào)控機制，聚焦高原低氧下造血干細胞的功能重塑以及在高原低氧相關(guān)疾病中的作用。課題組位于紫金港校區(qū)，因研究拓展需要，誠聘造血干細胞、細胞代謝、骨髓生理學和神經(jīng)內(nèi)分泌等領(lǐng)域博士后1-2名。崗位要求：近3年內(nèi)獲博士學位，對科學探索有濃厚興趣和創(chuàng)新思維，有較強的獨立科研工作能力，富有團隊合作精神。實驗室提供優(yōu)良的工作環(huán)境、科研平臺和競爭性薪酬。有意向者請將個人簡歷和1-2篇代表作發(fā)送至luxinjiang@zju.edu.cn，題目請標注“博士后應聘”。

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

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