細胞越大，老化越快？造血幹細胞體積增加導致老化加速

隨著人體老化，體內細胞大小隨之增加，這是因為老化過程會累積 DNA 損傷，損傷程度增加使得細胞分裂無法順利進行；當細胞分裂頻率降低，便導致細胞大小逐漸增大。過去科學家認為細胞體積增加是因老化造成，近期研究卻反轉了這項因果關係：細胞體積過大將加速老化進展。

造血幹細胞（Hematopoietic stem cell，HSC）是人體中體積最小的細胞種類之一。美國麻省理工學院（MIT）近日於期刊《Science Advances》發表的一項研究指出，體積過大的造血幹細胞會喪失其生成血球細胞的功能。此外，細胞體積增加也與老化密切相關。

造血幹細胞越大，老化特徵越明顯

為了得知細胞大小與細胞功能的關係，研究團隊透過輻射線誘導造血幹細胞 DNA 突變，這種突變會使細胞體積增加。結果顯示小鼠模型中，體積大的造血幹細胞無法生成血球細胞；不過當其再被誘導回到原本細胞大小，又能夠執行正常功能。

另一方面，研究團隊也讓另一組小鼠從年輕時就接受 rapamycin 藥物治療。Rapamycin 是一種抗癌藥物能夠抑制細胞生長，因此 rapamycin 也能避免小鼠幹細胞增生。在此實驗組中，小鼠即使生長到 3 歲高齡，小體積的造血幹細胞仍能生成血球細胞。

影片來源：MIT

此研究指出造血幹細胞生成血球的功能受細胞大小影響，未來若能利用使過大細胞回復正常體積的機制研發藥物，將有助改善與造血幹細胞功能有關的血液性疾病，例如紅血球過低的貧血、白血球異常的免疫功能低落或者白血病。

此外，研究團隊也發現細胞大小和其他類型的幹細胞功能有類似關係。舉例而言，體積較大的腸道幹細胞（intestinal stem cell）生成腸道類器官功能較差。

研究負責人 Jette Lengefeld 博士說道，這表示在幹細胞的領域，細胞大小和其功能有直接相關，細胞大小可以說是幹細胞功能的重要標記（marker）。