過往研究發現,長期心理壓力與生物衰老加速密切相關,例如端粒縮短、細胞衰老增多等。其中,免疫系統衰老與骨髓中的造血干細胞功能衰退有著密切聯系。因此從理論上來看,心理壓力很可能會讓造血干細胞提前出現類似衰老的功能損傷,進而推動免疫衰老。但目前,仍缺乏相關證據證明這一邏輯成立。
近日,Cell Stem Cell雜志上發表了一項重要研究,首次揭示了心理壓力通過“腦-腸-骨髓軸”加速造血干細胞功能衰退的完整機制。研究發現,長期心理壓力會顯著抑制大腦特定腦區的神經元活動。同時,導致骨髓中造血干細胞數量減少、細胞死亡增加,這些變化都為推動免疫衰老埋下了重要隱患。
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研究首先借助小鼠模型發現,當小鼠長期處于各種心理壓力,如神經損傷疼痛、慢性溫和應激等狀態時,其骨髓中的造血干細胞出現了和自然衰老幾乎一樣的“功能障礙”,例如細胞數量減少、自我更新能力變差,并且更傾向于分化成髓系細胞,而淋巴細胞的生產則顯著下降。同時,這些來自“壓力鼠”的造血干細胞,在移植到健康小鼠體內后,會導致后者重建血液系統的能力也出現受損情況。
而回到神經系統層面,研究人員發現壓力小鼠大腦中兩個特定區域——內側前額葉皮層和導水管周圍灰質的神經元活動顯著降低了,這兩個區域通常與情緒調節和應激反應有關。當研究者抑制了健康小鼠的這兩個腦區時,結果讓它們也出現了壓力小鼠特有的造血干細胞缺陷。反之,在壓力小鼠中激活這兩個腦區,則能有效“挽救”干細胞的功能。這表明,心理壓力通過影響大腦特定區域的活性,啟動了下游的級聯反應。
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▲研究示意圖(圖片來源:參考資料[1])
進一步的分析鎖定了從大腦到骨髓的關鍵調控分子——亞精胺。亞精胺是一種天然存在的多胺類物質,此前已被多項研究證實具有促進自噬、延緩衰老的作用。在壓力小鼠的骨髓和血清中,亞精胺水平顯著下降。這種變化與腸道內羅伊氏乳桿菌豐度降低有關,這種細菌是腸道內合成亞精胺的重要來源。當研究人員給壓力小鼠補充羅伊氏乳桿菌后,它們的造血干細胞功能得到恢復。
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圖片來源:123RF
當小鼠處于壓力狀態時,內側前額葉皮層和導水管周圍灰質通過交感神經系統將信號投射到腸道,導致腸道黏液分泌減少,羅伊氏乳桿菌豐度下降,進而引發亞精胺耗竭的級聯反應。
在機制層面,亞精胺的缺失會使得造血干細胞內自噬活性下降,并導致線粒體無法及時清除。積累的線粒體產生大量活性氧,引發脂質過氧化,使干細胞陷入“鐵死亡”應激狀態。
綜上所述,這項研究完整揭示了心理壓力通過影響大腦,到破壞腸道微生物穩態,最后造成造血干細胞功能衰退的全過程。這一發現不僅提示心理壓力的更加深層次危害,也為針對性開發緩解壓力導致的免疫衰退藥物提供了機制和潛在靶點。
參考資料:
[1] Psychological stress drives aging-like hematopoietic stem cell dysfunction through a brain-gut-bone marrow axis. Cell Stem Cell (2026). DOI: https://doi.org/10.1016/j.stem.2026.05.012
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