衰老是一個(gè)伴隨著身體生理機(jī)能漸進(jìn)衰弱，從分子、細(xì)胞、代謝、組織等層面系統(tǒng)性改變的自然過(guò)程。下丘腦正中隆起（mdian eminence，ME）作為下丘腦和垂體的連接器官，是神經(jīng)系統(tǒng)和內(nèi)分泌系統(tǒng)交互的界面。下丘腦內(nèi)分泌神經(jīng)元都投射到正中隆起進(jìn)行激素釋放，其衰老會(huì)造成激素釋放和能量代謝失調(diào)，進(jìn)而導(dǎo)致系統(tǒng)性衰老和生殖衰老。然而，下丘腦衰老的分子機(jī)制和細(xì)胞特征尚不明確。之前的組學(xué)研究多集中在年輕和老年組織，對(duì)于神經(jīng)細(xì)胞衰老的中間轉(zhuǎn)變過(guò)程以及細(xì)胞之間的互作規(guī)律鮮有報(bào)道。

近日，中國(guó)科學(xué)科院遺傳與發(fā)育生物學(xué)研究所研究人員利用單細(xì)胞轉(zhuǎn)錄組測(cè)序，從細(xì)胞內(nèi)分子網(wǎng)絡(luò)、細(xì)胞間通訊和細(xì)胞外微環(huán)境因子三個(gè)角度，揭示下丘腦正中隆起的衰老特征，包括微炎癥激活、細(xì)胞間通訊改變、衰老相關(guān)分泌表型（senescence-associated secretory phenotype，SASP）產(chǎn)生、代謝失調(diào)，以及潛在的表觀改變。這些轉(zhuǎn)錄特征的改變可能驅(qū)動(dòng)下丘腦衰老，也可能是衰老引起的后果，究竟是“雞生蛋”還是“蛋生雞”還有待進(jìn)一步研究。此外，在細(xì)胞層面，該研究發(fā)現(xiàn)血管軟腦膜細(xì)胞（vascular leptomeningeal cells，VLMC）通過(guò)分泌促炎性因子參與下丘腦衰老過(guò)程，這是一種血管下成纖維細(xì)胞樣細(xì)胞，可能與小膠質(zhì)細(xì)胞共同誘導(dǎo)下丘腦微炎癥；在信號(hào)通路層面，該研究揭示幾乎所有細(xì)胞類型在衰老過(guò)程中都會(huì)對(duì)NF-κB信號(hào)通路有不同程度激活；在分子層面，鑒定出一系列過(guò)去鮮有報(bào)道的分泌性因子參與衰老過(guò)程。該研究為理解大腦衰老提供新見解，也為中年階段的抗衰老干預(yù)提供重要線索。

該研究結(jié)果以Single-cell Transcriptomic Profiling of the Hypothalamic Median Eminence during Aging為題在線發(fā)表在Journal of Genetics and Genomics上。相關(guān)工作獲得國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目、國(guó)家自然科學(xué)基金委員會(huì)、中科院戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項(xiàng)和北京市科學(xué)技術(shù)委員會(huì)等資助。

下丘腦衰老的分子細(xì)胞特征：A.下丘腦正中隆起衰老的轉(zhuǎn)錄組特征；B.血管軟腦膜細(xì)胞（VLMCs）的空間分布；C.VLMCs在衰老過(guò)程中從細(xì)胞外到細(xì)胞核的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)特征；D.基于NF-κB信號(hào)通路中延緩衰老的潛在藥物靶點(diǎn)

來(lái)源： 遺傳與發(fā)育生物學(xué)研究所