5年解析21万个单细胞,中国学者发现“年轻因子”关键证据
本文转自：科技日报
科技日报采访人员 张佳星
5月24日， 干细胞领域权威国际期刊《细胞·干细胞》刊登了我国学者历时5年的研究成果， 中国科学院动物研究所刘光慧研究组、曲静研究组和中国科学院北京基因组研究所张维绮研究组通过对21万个单细胞进行测序与解析， 找到了年轻血液中能够部分扭转“衰老”的关键因子 。
2000年以来， 《自然》等国际期刊相继刊登年轻的小鼠血液促进年老小鼠部分组织器官年轻化的研究， 引发热议 。 年轻血液能够逆转衰老的研究被认为始于西方的吸血鬼不老传说， 但研究发现的“年轻因子”及“返老还童”的现象此前未有系统机制层面的证实 。
“此前的相关研究大多只展示了现象， 对本质机理的揭示还不够深入 。 ”5月26日， 论文共同第一作者、中国科学院动物所、北京干细胞与再生医学研究院研究员马帅告诉科技日报采访人员， 将传说拉入到现实关键是找到科学证据， 归根结底要回答年轻血液怎么让衰老细胞响应、如何响应的？
是传说还是科学？用科学结论说话
寻找“年轻因子”有如大海捞针， 联合研究团队决定从“一砖一瓦”做起， 把整个“溯源图”做出来 。 在这项研究中， 研究者创造了3种“异体共生”的老鼠 。 “我们通过对不同的两只老鼠进行手术， 将它们的身体‘串联’到一起， 形成三种组合， 分别是‘少少’‘少老’‘老老’组合 。 ”论文共同第一作者、首都医科大学宣武医院研究员王思解释， “饲养5周后， ‘少老’组合的年轻和年老个体已经受到相互血液的影响， 我们分别从它们的身体里分离了7种组织器官的细胞， 与另两组进行对照比较， 并进行深入解析 。 ”
“年轻细胞和年老细胞在‘异生共体’中会‘互相串门’， 如果没有提前标记， 在取样时会分不清它是年轻鼠的还是老年鼠的 。 ”王思说 。
为了更严谨地解析， 老年老鼠的年轻化是由自身细胞的逆转， 还是沿着循环系统跑来的年轻细胞， 研究团队有预见地进行了基因分型， 使细胞来源一目了然 。
历时5年， 对21万个细胞进行高质量分析
对单个细胞进行解析、在单个分子水平进行“流调”、对因子效果的动物验证……这些使得年轻因子的发现成为一个繁杂、庞大的工程 。
“历时4年， 我们的研究对21万个高质量细胞进行了逐一分析， 并将其分为上百个细胞类型 。 ”马帅说， “复杂的生物信息学分析也让我们发现了多个介导年轻干细胞衰老， 以及衰老干细胞年轻化的关键效应分子与信号通路 。 ”
研究最直接的收获是首次发现了2个特别的年轻促进因子 。 张维绮解释， “这提示我们， 用发现的因子处理造血干细胞或可帮助造血干细胞‘年轻化’， 进而延缓造血系统、甚至整个机体的老化 。 ”
第三军医大学大坪医院（陆军特色医学中心）神经内科主任王延江教授对工作的庞杂艰巨和颇丰收获印象深刻， 研究工作从系统水平解析了跨器官、多个维度的单细胞转录组图谱， 集纳了大量的重要数据资源 。
这一工作更深远的影响在于其获得的数据和资源将纳入到中国学者发起的“衰老地图数据库（Aging Atlas）”中 。 同济大学生命科学与技术学院副院长岳锐教授对此表示期待， 这一精彩工作为年轻化机制提供了宝贵的单细胞数据资源， 同时为干预和延缓机体衰老提供了一系列潜在新靶点 。
数据显示， “衰老地图数据库”自建立后两年间获得了来自76个国家研究学者14万次的网页访问 。 来自美国、加拿大、英国等国的衰老相关数据也在陆续纳入该数据库 。
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