KAT7/HBO1活性随衰老下降通过促发免疫特性损害imMKCL血小板生成

《Stem Cell Reports》：Aging-dependent reduction of KAT7/HBO1 activity impairs imMKCL-based platelet production by promoting immune properties

　　本研究针对iPSC来源的永生巨核祖细胞（imMKCL）在血小板生成过程中免疫特性异常增强的问题，揭示了组蛋白乙酰转移酶KAT7通过维持染色体稳定性抑制cGAS-STING通路激活，从而阻止细胞周期G0停滞和炎症因子释放，最终保障血小板高效生成。该研究为iPSC血小板生产的质量控制提供了新靶点。

　　

在再生医学领域，诱导多能干细胞（iPSC）技术为血小板输注提供了新途径，但如何稳定高效地生产功能成熟的血小板仍是挑战。研究团队此前开发的永生巨核祖细胞系（imMKCL）可作为主细胞库（MCB）用于iPSC血小板（iPSC-PLT）生产，然而imMKCL在长期培养中会出现增殖能力下降和血小板产率降低的现象。进一步研究发现，imMKCL中存在具有免疫偏斜特性的亚群，其过度扩大会损害整体血小板生成效率，但这一现象背后的分子机制尚不明确。

为探究这一问题，日本京都大学魏茵邱（Wei-Yin Qiu）等研究人员在《Stem Cell Reports》上发表论文，发现组蛋白乙酰转移酶KAT7（又名HBO1）的活性随细胞衰老而下降，进而通过激活cGAS-STING通路促进免疫特性表达，最终导致imMKCL血小板生成障碍。

研究主要采用以下关键技术方法：利用FUCCI（荧光泛素化细胞周期指示器）系统实时追踪imMKCL细胞周期动态；通过RNA测序（RNA-seq）和基因集富集分析（GSEA）解析KAT7抑制后的转录组变化；使用选择性抑制剂WM3835和shRNA敲降技术干预KAT7功能；通过酶联免疫吸附试验（ELISA）和流式细胞术检测炎症因子和细胞表面标志物；采用免疫荧光和γH2AX染色评估染色体不稳定性和DNA损伤。研究对象包括短期培养（ST-C）和长期培养（LT-C）的imMKCL，以及沃纳综合征（Werner syndrome）患者来源的iPSC-imMKCL。

Relationship between cell cycle interphase at the proliferation stage and PLT producibility at the MK maturation stage

通过比较ST-C与LT-C imMKCL发现，后者细胞体积增大、增殖能力减弱，且血小板产率降低。FUCCI系统显示LT-C细胞主要停滞于G0期，而ST-C细胞多处于G1或G2/M期。分选不同细胞周期阶段的imMKCL进行血小板诱导实验表明，G2/M期细胞产板效率最高，G1期次之，G0期最低。说明维持G1/G2/M期是高效血小板生成的关键。

LT-C imMKCLs have reduced KAT7 and H3K14ac levels

蛋白质印迹分析显示，LT-C和沃纳综合征imMKCL中KAT7及其下游组蛋白H3第14位赖氨酸乙酰化（H3K14ac）水平显著降低，且伴随增殖减慢和血小板产率下降，提示KAT7活性与细胞衰老及功能衰退相关。

Pharmacological inhibition of KAT7 causes cell-cycle arrest, impairing imMKCL proliferation and platelet producibility

使用KAT7抑制剂WM3835处理ST-C imMKCL后，H3K14ac水平下降，细胞G0期比例增加，增殖和血小板生成能力受损。shRNA敲降KAT7实验重现上述表型，而KAT7过表达未引起显著变化，证实KAT7对维持细胞周期进程的必要性。

Gene expression changes post-KAT7 inhibition activate coagulation and immune-related pathways in imMKCLs

RNA-seq分析发现，KAT7抑制后1,539个基因上调，1,258个基因下调，富集通路包括血小板活化、补体与凝血级联、TNF信号、NF-κB信号等。免疫相关基因（如PF4、PPBP、IL-8、IFN-β）表达升高，流式细胞术检测到CD53、CD54等免疫标志物上调，ELISA证实TNF-α、IL-8等炎症因子分泌增加。

KAT7 loss triggers imMKCL immune phenotypes via the cGAS-STING pathway

KAT7缺陷导致异染色质蛋白CBX5和Suv39h1表达下降，引起染色体不稳定和微核形成，激活cGAS-STING通路。STING磷酸化水平升高，进而促进I型干扰素和NF-κB通路基因表达。使用STING抑制剂H-151可部分逆转上述效应。

TNF-α and interferon-β reduce imMKCL quality and platelet producibility during Dox-ON maintenance

外源性TNF-α处理诱导imMKCL向G0期转变，并剂量依赖性抑制增殖和血小板生成，而IFN-β仅降低产板效率，说明炎症因子协同作用加剧KAT7缺失的表型。

本研究首次阐明KAT7通过调控染色体稳定性抑制cGAS-STING通路活化，从而维持imMKCL的细胞周期进程和血小板生成能力。衰老相关的KAT7活性下降会引发免疫偏斜特性，导致G0期停滞和炎症因子释放，形成恶性循环。该研究不仅揭示了imMKCL质量控制的分子机制，还为优化iPSC血小板生产工艺提供了潜在靶点，对推动再生医学临床应用具有重要意义。