衰老細胞對健康全無裨益,應該被全部清除嗎?如何區分衰老細胞中的“好人”和“壞人”?這些問題困擾細胞衰老領域多年。昨天深夜,國際權威學術期刊《細胞》發表了一項上海科學家的最新成果:中國科學院分子細胞科學卓越創新中心周斌研究組發展了一套細胞衰老的譜系示蹤與功能研究體系,可洞察不同衰老細胞在體內的行徑,并首先在肝臟損傷小鼠模型上精準實現了“懲惡揚善”。
細胞衰老在胚胎發育、損傷再生、癌癥和機體衰老等生理病理過程中發揮重要作用。過去大量研究發現,同樣是“年邁”的細胞,有些在體內作亂,有些卻默默守護健康。“過去研究針對全身的衰老細胞,很難對其進行類群細分。”論文第一作者、周斌研究組副研究員趙歡告訴記者,研究組多年來一直深耕譜系示蹤技術,可為特定細胞類型的衰老細胞打上熒光標記,由此追蹤它們在體內的命運軌跡。
研究組首先在肝損傷小鼠模型上進行了嘗試。趙歡介紹,肝損傷后的細胞衰老主要涉及巨噬細胞和內皮細胞,其占比分別高達40%和30%,于是研究組對這兩類衰老細胞進行了跟蹤。“衰老細胞的確不能像健康細胞那樣很好地行使自己的功能。”趙歡說,為精準確定不同衰老細胞都干了些什么,研究組建立了針對不同細胞類型衰老細胞的功能研究技術。
有了這套技術,科研人員就像煉就了孫悟空的火眼金睛,能夠穿透表象,直視細胞本質。他們發現,肝臟受損后,衰老巨噬細胞數量增多,并通過分泌炎癥因子搗亂、抑制其他免疫細胞的活性,從而加速肝的纖維化進程;而衰老內皮細胞在肝臟受損后雖顯老態,卻仍在修復過程中發揮重要的屏障作用,限制損傷肝臟中成纖維細胞、間充質細胞等“壞細胞”的擴增,從而延緩肝臟的進一步損傷和纖維化。
研究組通過進一步實驗證明,清除衰老的巨噬細胞可限制肝纖維化,其背后的機制可能是改變了肝臟的免疫微環境。反之,衰老的內皮細胞被清除后,肝組織的微環境變得惡劣,更容易向肝纖維化方向發展。
此外,研究人員還對體內衰老內皮細胞實現了重編程,這群衰老細胞“重獲新生”后可顯著減輕肝臟纖維化程度。這一研究成果為細胞衰老領域和再生醫學研究提供了重要技術路徑,也為肝臟相關疾病臨床治療提供了新的研究方向和理論依據。
(原標題:上海科學家創新譜系示蹤技術,揭示細胞衰老的命運軌跡和特定功能 洞察衰老細胞行為,精準“懲惡揚善”)
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