细胞代谢在调控造血干细胞（HSC）命运中发挥关键作用。基于代谢干预增强造血干祖细胞（HSPC）功能具有重要临床前景，但目前对人HSPC代谢特征的认知仍极为有限。现有研究多集中于小鼠模型，缺乏对人骨髓中稀有HSPC群体的直接代谢组学分析，且不同谱系分化过程中的代谢重塑规律尚不清晰。因此，系统绘制人类造血谱系代谢图谱，识别关键代谢通路并揭示其调控机制，对于开发提升HSPC再生能力的靶向策略、改善干细胞移植疗效具有重要意义。
2026年5月26日，中国医学科学院血液病医院（中国医学科学院血液学研究所）程涛/程辉/姜尔烈和清华大学胡泽平团队合作在 Blood （IF="23.1）在线发布了题为“L-carnitine Regulates Regeneration of Human Hematopoietic Stem and Progenitor Cells”的研究论文。该研究首次绘制人类骨髓中13群造血细胞代谢组图谱，并发现左旋肉碱在调控HSPC再生能力中的关键作用及机制。
该研究通过超敏代谢组学分析比较人类骨髓中13群造血细胞发现，与成熟谱系细胞相比，左旋肉碱驱动的脂肪酸氧化（FAO）在HSPC中高度活跃。功能研究显示，左旋肉碱缺乏（敲低其转运蛋白OCTN2）会显著抑制HSPC的体外扩增、集落形成能力，并导致体内长期移植重建能力几乎丧失。外源性左旋肉碱补充则能显著提升HSPC的集落形成能力及体内多谱系重建。
进一步的机制探究发现，左旋肉碱通过OCTN2进入细胞，驱动FAO并激活核受体PPARA，PPARA可结合并转录激活TFEB。TFEB作为溶酶体生物发生和自噬的重要调控因子，可维持溶酶体自噬和线粒体质量。当左旋肉碱缺乏时，PPARA–TFEB轴受抑，导致溶酶体自噬通路下调、线粒体量下降及能量代谢障碍，最终损害HSPC再生能力。
此外，该研究还发现左旋肉碱处理可改善再障患者来源HSPC的代谢完整性与再生功能。再障患者HSPC存在FAO及细胞自噬相关的异常，而左旋肉碱干预能够有效促进能量代谢，并改善其体外集落形成和体内重建能力。
该研究通过超敏代谢组学技术，首次绘制人类骨髓造血谱系代谢组图谱，发现左旋肉碱驱动的FAO是HSPC的关键代谢特征。进一步揭示左旋肉碱通过激活PPARA-TFEB信号轴，协同调控线粒体代谢与溶酶体自噬，从而维持HSPC的再生能力。左旋肉碱增强健康和再障患者HSPC的再生能力，为通过代谢干预提升干细胞功能提供了新靶点与理论依据。
中国医学科学院血液病医院（中国医学科学院血液学研究所）程辉研究员、清华大学胡泽平教授、中国医学科学院血液病医院（中国医学科学院血液学研究所）程涛教授和姜尔烈主任医师为共同通讯作者。中国医学科学院血液病医院（中国医学科学院血液学研究所）博士生段宏林、清华大学博士后王博弘、中国医学科学院血液病医院（中国医学科学院血液学研究所）郑亚伟主治医师和吕艳玲为共同第一作者。该研究获得国家重点研发计划、国家自然科学基金、中国医学科学院医学与健康科技创新工程等项目的支持。
原文链接：https://ashpublications.org/blood/article/doi/10.1182/blood.2025032136/568727/L-Carnitine-Regulates-Regeneration-of-Human?searchresult="1
参考文献：
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供稿：血液病医院
