我國科學家歷時5年的研究發現扭轉衰老的關鍵因子

5月24日，干細胞領域權威國際期刊《細胞·干細胞》刊登了我國學者歷時5年的研究成果：中國科學院動物所劉光慧研究組、曲靜研究組與中國科學院北京基因組所張維綺研究組合作，通過對21萬個單細胞進行測序與解析，找到了年輕血液中能夠部分扭轉“衰老”的關鍵因子。

2000年以來，《自然》等國際期刊相繼刊登年輕的小鼠血液促進老年小鼠部分組織器官年輕化的研究，并引發熱議。這些對年輕血液逆轉衰老的研究，并沒有對“年輕因子”及“返老還童”現象從系統機制層面進行證實。

作為論文共同第一作者，中國科學院動物所、北京干細胞與再生醫學研究院研究員馬帥5月26日告訴科技日報記者：“此前的相關研究大多只展示了現象，對本質機理的揭示還不夠深入。”

尋找“年輕因子”有如大海撈針，聯合研究團隊決定從“一磚一瓦”做起，把整個“溯源圖”做出來。在這項研究中，研究者創造了3種“異體共生”的老鼠。“我們通過對不同的2只老鼠進行手術，將它們的身體‘串聯’到一起，形成3種組合，分別是‘少少’‘少老’‘老老’組合。”論文共同第一作者、首都醫科大學宣武醫院研究員王思解釋，“飼養5周后，‘少老’組合的年輕和年老個體已經受到相互血液的影響，我們分別從它們的身體里分離了7種組織器官的細胞，與另2組進行對照比較，并進行深入解析。”

“年輕細胞和年老細胞在‘異生共體’中會‘互相串門’，如果沒有提前標記，在取樣時會分不清它是年輕鼠的還是老年鼠的。”王思說。

為了更嚴謹地解析老年鼠的年輕化原因，研究團隊有預見地進行了基因分型，使細胞來源一目了然。

對單個細胞進行解析、在單個分子水平進行“流調”、對因子效果的動物驗證……這些發現“年輕因子”的研究成為一個繁雜、龐大的工程。

“歷時4年，我們的研究對21萬個高質量細胞進行了逐一分析，并將其分為上百個細胞類型。”馬帥說，“復雜的生物信息學分析也讓我們發現了多個介導年輕干細胞衰老及衰老干細胞年輕化的關鍵效應分子與信號通路。”

研究最直接的收獲是首次發現了2個特別的年輕促進因子。張維綺解釋道：“這提示我們，用發現的因子處理造血干細胞或可幫助造血干細胞‘年輕化’，進而延緩造血系統甚至整個機體的老化。”

第三軍醫大學大坪醫院(陸軍特色醫學中心)神經內科主任王延江教授對工作的龐雜艱巨和頗豐收獲印象深刻：研究工作從系統水平解析了跨器官、多個維度的單細胞轉錄組圖譜，集納了大量的重要數據資源。

這一工作更深遠的影響在于，獲得的數據資源將納入到中國學者發起的“衰老地圖數據庫(Aging Atlas)”中。同濟大學生命科學與技術學院副院長岳銳教授對此表示，這一精彩工作為年輕化機制的研究提供了寶貴的單細胞數據資源，同時提供了一系列能干預和延緩機體衰老的潛在新靶點。

數據顯示，“衰老地圖數據庫”自建立后2年間獲得了來自76個國家研究學者14萬次的網頁訪問。來自美國、加拿大、英國等國的相關研究數據也在陸續納入該數據庫。

“我們希望能夠利用大數據驅動的分析，挖掘出更多與衰老相關的機制，為進一步干預衰老提供理論支撐。”張維綺說。(◎本報記者 張佳星)

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