衰老是一種特權(quán)，但它也帶來了許多健康風(fēng)險，其中包括增加罹患癌癥等衰老相關(guān)疾病的幾率。杰克遜實驗室（The Jackson Laboratory，簡稱JAX）的研究人員近日發(fā)布了一項具有里程碑意義的研究成果，揭示了健康乳腺組織隨年齡變化的細(xì)胞、分子及基因?qū)用娴淖兓?，并分析了這些變化如何可能促使乳腺癌的發(fā)生。

這項研究成果最近發(fā)表在《Nature Aging》期刊上，為全球科研社區(qū)提供了一個寶貴的開放資源，推動了衰老與癌癥風(fēng)險之間關(guān)系的深入探索。

重寫衰老細(xì)胞的分子故事

研究團(tuán)隊利用前沿的單細(xì)胞和空間轉(zhuǎn)錄組學(xué)技術(shù)，比較了年輕和年長雌性小鼠乳腺組織的變化，繪制了乳腺腺體隨著時間的推移如何發(fā)生變化的細(xì)胞圖譜。由JAX的副教授、國家癌癥研究所指定的JAX癌癥中心聯(lián)合項目負(fù)責(zé)人Olga Anczuk?w博士共同領(lǐng)導(dǎo)的團(tuán)隊發(fā)現(xiàn)，乳腺組織中的上皮細(xì)胞、免疫細(xì)胞和基質(zhì)細(xì)胞等，除了數(shù)量發(fā)生變化外，它們的分子特征也發(fā)生了明顯變化。

研究表明，上皮細(xì)胞是乳腺癌的源頭，它們的功能逐漸喪失，變得更容易適應(yīng)環(huán)境變化，但也因此更易發(fā)生惡變?；|(zhì)細(xì)胞為乳腺組織提供結(jié)構(gòu)支持，它們失去了特化的身份，導(dǎo)致乳腺微環(huán)境出現(xiàn)混亂，從而可能促進(jìn)腫瘤生長。免疫細(xì)胞進(jìn)入衰老乳腺組織，但這些免疫細(xì)胞并未發(fā)揮保護(hù)作用，反而傾向于導(dǎo)致炎癥和疲勞，可能助長腫瘤的發(fā)展。

衰老基因表達(dá)變化與染色質(zhì)可及性變化的關(guān)聯(lián)

Anczuk?w及其團(tuán)隊首次發(fā)現(xiàn)了衰老相關(guān)的基因表達(dá)變化與乳腺組織中的染色質(zhì)可及性之間的直接聯(lián)系。染色質(zhì)可及性指的是DNA在細(xì)胞核中的包裝方式，影響基因的激活與沉默。染色質(zhì)結(jié)構(gòu)的變化可能導(dǎo)致涉及細(xì)胞增殖、DNA修復(fù)和免疫反應(yīng)等基因的失調(diào)，這些機(jī)制已知與腫瘤生長相關(guān)。

JAX的教授、研究的共同資深作者Duygu Ucar博士表示：“這是首次將乳腺組織中衰老相關(guān)的基因表達(dá)變化與染色質(zhì)可及性變化關(guān)聯(lián)起來，這意味著隨著乳腺細(xì)胞的衰老，染色質(zhì)結(jié)構(gòu)的改變可能在基因活性的調(diào)控中發(fā)揮關(guān)鍵作用。”

從小鼠到人類：衰老與癌癥之間的共性聯(lián)系

為了驗證小鼠乳腺組織中的這些衰老相關(guān)分子變化是否與人類乳腺癌的風(fēng)險相關(guān)，Anczuków、Ucar及其團(tuán)隊將小鼠數(shù)據(jù)與人類乳腺腫瘤的基因特征進(jìn)行比較。研究發(fā)現(xiàn)，小鼠中的衰老相關(guān)分子標(biāo)志物與人類乳腺癌中觀察到的變化非常相似，這表明乳腺微環(huán)境的衰老可能直接與癌癥風(fēng)險相關(guān)，并且能提供寶貴的早期預(yù)警信號。

Brittany Angarola博士，JAX的副研究科學(xué)家和該研究的共同第一作者表示：“發(fā)現(xiàn)這些重疊的通路非常令人興奮，這表明衰老相關(guān)的健康組織變化可能在腫瘤形成之前，已經(jīng)為癌癥的發(fā)展創(chuàng)造了有利的環(huán)境?！?/p>

為預(yù)防與早期檢測提供路線圖

這份開放訪問的乳腺衰老圖譜為全球科學(xué)家提供了一個重要資源，幫助他們進(jìn)一步探索衰老如何影響癌癥風(fēng)險。研究人員可以利用這項數(shù)據(jù)集識別潛在的早期檢測生物標(biāo)志物，開發(fā)預(yù)防和治療癌癥的策略。

Anczuków博士表示：“這項研究不僅加深了我們對衰老與癌癥關(guān)系的理解，而且為未來研究干預(yù)措施提供了基礎(chǔ)，這些措施有可能在衰老人群中降低癌癥風(fēng)險。它為全球癌癥患者提供了一個強(qiáng)有力的研究工具?！?/p>

參考文獻(xiàn)：?Brittany L. Angarola et al, Comprehensive single-cell aging atlas of healthy mammary tissues reveals shared epigenomic and transcriptomic signatures of aging and cancer,?Nature Aging?(2024).?DOI: 10.1038/s43587-024-00751-8

編輯 ：王洪

排版：李麗