造血干细胞以其自我更新和多能性为特征，奠定了其在干细胞疗法中的潜力。细胞代谢关键性地影响HSC的自我更新和命运决定。因此，代谢干预已成为增强造血干细胞和祖细胞功能的一种有前景的策略，对于通过加速植入、减少并发症（如移植物失败或长期血细胞减少、感染和移植物失败）来改善造血干细胞移植结局具有直接的临床相关性。

尽管取得了这些进展，但对人类HSPC代谢的理解仍然零散。大多数研究集中在单个基因或代谢物上，并严重依赖小鼠模型。虽然这些研究在揭示关键代谢调控因子方面发挥了重要作用，但物种间的差异限制了它们的直接转化应用。

与已被充分表征的人类造血过程的基因组和转录组景观相比，跨人类造血谱系的全面代谢谱分析仍然具有挑战性——这主要是由于对稀有细胞群进行谱分析的技术限制。

人骨髓HSPCs的代谢组学谱（图源自Blood）

该研究通过应用一种针对稀有细胞群优化的、基于低输入质谱的代谢组学平台，对来自成人骨髓的13种免疫表型定义的造血细胞类型进行了代谢谱分析。每个样本仅需约10,000个细胞，即可检测到超过80种代谢物，并揭示了原始造血干细胞和祖细胞中保守的代谢程序以及谱系特异性的代谢特征。

值得注意的是，研究人员确定L-肉碱驱动的脂肪酸氧化是支持HSPC功能的关键代谢特征。机制上，L-肉碱激活PPARA-TFEB信号轴，促进线粒体代谢和自噬，以维持再生能力。来自健康供体或再生障碍性贫血患者的原代CD34⁺ HSPCs的功能测定证实，补充L-肉碱可在离体和体内改善干细胞功能。

总之，这项工作为人类造血代谢奠定了基础，并揭示了一个调控HSPC再生适应性的可靶向代谢回路，具有改善基于干细胞的干预措施的治疗潜力。

参考消息：https://doi.org/10.1182/blood.2025032136