造血干細胞（HSC） 位于造血系統層級的最頂端 ， 是維持終生造血與免疫穩態的核心細胞。 HSC 功能衰退被認為是免疫系統老化的關鍵驅動因素。 隨年齡增長， HSC 呈現出功能耗竭的特征，包括自我更新能力下降以及譜系分化失衡，具體表現為髓系分化傾向增強而淋系分化能力減弱。 這種 譜系偏倚直接導致了 新生 T 淋巴細胞 與 B 淋巴細胞 生成 減少。 而 T/B 細胞作為適應性免疫應答的核心效應細胞，其數量減少和克隆多樣性降低不僅 導致適應性免疫功能的衰退 ， 增加了老年人群對病原體的易感性，還顯著削弱了疫苗接種的免疫應答效果。 因此 ， HSC 的衰老 與老年人群的典型免疫缺陷表型密切相關 ， 而 闡明 HSC 衰老及其譜系偏倚的分子機制，不僅對理解免疫衰老本質至關重要，更 能 為開發延緩免疫衰老的 針對性 干預策略提供理論依據。

蛋白質乙酰化 ，尤其是組蛋白乙酰化 在 HSC 的 命運決定中發揮關鍵 的調控 作用 。 表觀遺傳修飾對于 通過動態調控染色質結構和基因表達，深刻影響著 HSC 的自我更新、分化潛能和功能維持 ，如 H3K56ac 通過調控 Wnt 通路 靶基因參與 HSC 穩態維持， H4K16ac 則在 HSC 向紅系分化的轉錄網絡激活中發揮關鍵作用 。 并且 表觀遺傳修飾漂移正是 HSC 衰老的重要機制與特征之一。 然而， 受限于 HSC 細胞數目，傳統 地 基于抗體富集的乙酰化組學技術并不能滿足 HSC 乙酰化 高通量 檢測需求， 導致 已知的 調控 HSC 功能的 組蛋白 乙酰化 位點 數目 極其有限 （如 H3K 1 4 ac 、 H3K 56ac 、 H4K16ac 等）， 因此，亟需開發 微量蛋白質 乙酰化組學技術， 適用于 對 HSC 這類稀有細胞群體的 乙酰化 全景解析 。

2025 年 5 月 26 日 ， 四川 大學 華西醫院 戴倫治 、 張惠媛 和 胡洪波 研究團隊 合 作在 Nature Chemical Biology 上發表了題為

Acetylation profiling by Iseq-Kac reveals insights into HSC aging and lineage decision

為突破微量修飾組學技術瓶頸，研究團隊創新性開發出一項不依賴抗體富集，而是基于內標輔助的微量乙酰化組學技術Iseq-Kac。該技術顯著降低樣品使用量需求，同時可實現蛋白質與乙酰化修飾的同步相對定量。Iseq-Kac技術利用TMT（Tandem Mass Tag）標記策略，通過加入TMT標記的化學修飾乙酰化內標，顯著增強樣本中乙酰化肽段一級質譜（MS1）信號并觸發二級碎裂。在二級質譜（MS2）中，研究人員利用由多肽序列及TMT平衡基團組成的TMT互補離子簇（TMTc）進行多肽定性，并通過TMT報告離子進行相對定量。為提升定性和定量準確性，研究人員通過優化內標制備、質譜檢測參數、內標和樣本混合比例、樣本TMTc的卡值以降低同位素干擾以及多肽共洗脫效應的影響。

研究團隊 應用 Iseq-Kac 技術， 分別 在 1 0 , 000 個 年 輕和老年 小鼠 HSPC s （ HSC 、 MPP 1 、 MPP 2 和 MPP 3 ） 中 開展 高通量乙酰化組 學 分析 。 各細胞亞群 均 鑒定到 超過 3,000 種蛋白 和超過 1,000 個 乙酰化 位點 ， 且實驗重復性好， 充分 證明 了該技術的高靈敏度與穩定性 。 部分 乙酰化 位點 進一步 通過靶向質譜 分析 、位點特異性抗體及功能實驗 等進行了 驗證 。研究人員發現， H4K77ac 在衰老 HSC 中顯著下調 ， CUT & Tag 分析 發現 H4K77ac 調控的基因與 譜系分化有關 。 進一步 化學生物學實驗 證實 HDAC3 是 H4K77ac 的去乙酰化酶 ， 抑制或敲低 HSC 中 HDAC 3 可有效 促進 HSC 向 淋巴細胞分化 。 此外，通過構建 H4K77Q 突變體（模擬乙酰化）證實， 該修飾可增強 HSC 向 T / B 細胞的分化 傾斜 ，并 抑制其 向 CD11b ? 髓系細胞的分化潛能。體內移植實驗同樣支持 H4K77ac 在維持淋系分化能力中的核心作用。 這一發現為 改善衰老 HS C 淋系分化障礙 、延緩衰老提供潛在策略。

綜上所述，該研究開發了一種微量乙酰化組學新技術，創新性突破了傳統乙酰化組學技術對乙酰化抗體和蛋白量的需求瓶頸，為稀有細胞群體的乙酰化組研究提供了全新工具。通過 該 技術， 研究團隊系統描繪了 HSPC s 衰老過程中乙酰化修飾的動態 圖譜 ， 并首次 揭示 H4K77ac 在 調控 HSC 譜系分化中的關鍵功能 。 該 成果不僅為深入 理解 造血干細胞衰老機制提供了重要依據，也為靶向調控淋系 細胞 分化、延緩免疫系統功能衰退提供了潛在干預靶點 。

四川大學生物治療全國重點實驗室 和華西醫院國家老年疾病臨床研究中心 戴倫治研究員、 張惠媛 教授 和胡洪波 研究員為本文的 共同 通訊作者 ， 龔艷秋博士、詹惠文博士、魏霓博士、劉敏博士 和劉宇博士為 本文 的共同第一作者。

https://www.nature.com/articles/s41589-025-01916-1

制版人： 十一

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