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这篇文章的数据，下个月底公开
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空间转录组学揭示免疫球蛋白G相关衰老标志，有望成为抗衰老干预新靶点衰老是生物体复杂的生命进程，伴随着细胞、组织和器官层面的结构和功能衰退。近日，由中国科学院动物研究所、北京基因组研究所、华大研究院等机构联合完成的一项研究首次通过空间转录组学技术揭示了多种组织在衰老过程中的基因表达变化，发现免疫球蛋白G（IgG）在衰老组织中的累积可能成为一个关键的衰老标志。该研究为未来抗衰老干预提供了新的科学依据，并指出了IgG或可作为潜在的抗衰老治疗靶点。该研究前两天发表在《Cell》期刊上。
空间转录组学技术解析衰老组织结构变化
随着科学技术的发展，转录组学已经成为揭示生物体基因表达和调控机制的重要工具。然而，传统的单细胞转录组技术虽然可以检测到单个细胞的基因表达，但却无法保留细胞的空间信息。而空间转录组学技术通过将细胞的位置信息与基因表达数据结合，实现了在组织切片上对基因表达的空间解析，提供了组织层面上更精细的转录图谱。
在本次研究中，研究团队选取了年轻（2个月大）和年老（25个月大）小鼠的9种组织，包括海马体、脊髓、心脏、肺、肝脏、小肠、脾脏、淋巴结和睾丸。通过运用空间转录组学技术，研究人员成功在多种组织中检测到超过150万个高分辨率的点位数据，每个点位平均包含约1450个基因。这些数据不仅反映了组织内细胞的分布情况，还揭示了随年龄变化的基因表达特征。
发现“衰老敏感热点”，组织结构熵增高
通过分析年老小鼠的组织样本，研究团队提出了一个新的概念——“组织结构熵”（Organizational Structure Entropy, OSE）。组织结构熵反映了组织内部细胞结构的无序程度，熵值越高意味着组织结构越混乱。研究发现，年老小鼠的组织中OSE显著增高，尤其是在海马、脾脏、淋巴结和肝脏中，表明这些组织在衰老过程中出现了显著的结构性退化。
研究团队进一步定义了“衰老敏感热点”（Senescence-Sensitive Spots, SSS），即在组织中高度敏感的衰老区域。在这些SSS中，免疫细胞如小胶质细胞、巨噬细胞和浆细胞等表现出明显的积聚。随着衰老加剧，这些SSS的数量增加，周围的细胞也出现了身份丧失和增殖能力减弱的现象。SSS的发现为科学家提供了新的视角，帮助理解衰老过程中细胞间的相互作用及其对周围组织的影响。
IgG在衰老组织中的累积或为新型衰老标志
本次研究的一个重要发现是IgG在衰老组织中的异常累积。IgG是一种由浆细胞分泌的抗体，通常在免疫防御中扮演重要角色。然而，研究发现，在衰老的小鼠组织中，IgG异常累积，特别是在脾脏、淋巴结、肝脏和大脑等免疫相关组织中。这一现象不仅在老龄小鼠中观察到，研究还证实了人类组织中也存在类似的IgG积累现象，这表明IgG的异常积累可能是衰老过程中的普遍特征。
研究进一步发现，IgG的积累会导致巨噬细胞和小胶质细胞的衰老，使它们进入一种促炎症状态。这种状态的巨噬细胞和小胶质细胞会分泌大量的促炎因子，对周围的健康细胞产生负面影响，进而加速组织的衰老。研究团队将这一现象命名为“免疫球蛋白相关衰老表型”（Immunoglobulin-Associated Senescence Phenotype, IASP），提示IgG积累不仅是衰老的一个标志，更可能在衰老过程中发挥着推动作用。
动物实验验证IgG对组织衰老的影响
为了进一步验证IgG对组织衰老的影响，研究团队对6个月大的小鼠进行了IgG注射实验。经过100天的处理，研究人员在这些小鼠的脾脏、淋巴结、海马体、肺和心脏中检测到了显著的IgG积累，同时也观察到了典型的衰老表型，如P21蛋白水平增加和促炎症因子的升高。
此外，研究团队还通过减少小鼠体内的IgG水平来观察其对衰老的影响。通过一种叫做“FcRn受体抑制”的方法，研究人员成功降低了老龄小鼠组织中的IgG水平，发现衰老标志显著减弱。这些实验结果进一步验证了IgG在组织衰老中的作用，表明减少IgG的积累可能是一种有效的抗衰老策略。
IgG或成为未来抗衰老干预的新靶点
研究团队指出，IgG在衰老中的作用不仅局限于小鼠，在人类组织中也有类似的IgG积累现象。这一发现为未来抗衰老研究提供了新的方向——通过减少IgG水平或抑制其促衰老作用，可能延缓组织的衰老进程。例如，可以通过清除产生IgG的细胞、抑制IgG的相关受体活性或中和其对效应细胞的促衰老影响，来减缓衰老。研究团队还警告道，对于依赖IgG抗体的治疗方法，如果使用过量，可能会引发与衰老相关的负面效应。
总的来说，该研究不仅揭示了衰老的一个重要分子标志，也为未来的抗衰老治疗提供了潜在的靶点和干预策略。正如研究的主导者刘光辉教授所言：“通过这项研究，我们希望可以为衰老和免疫学领域做出重要贡献，帮助人们更深入地理解衰老的生物学基础，并最终找到延缓衰老的新方法。”
未来研究方向与展望
尽管本次研究取得了突破性成果，但研究团队也指出了研究的局限性。本次实验以雄性小鼠为主，未来有必要进一步研究雌性小鼠和其他生物体，以验证IgG积累的普遍性。此外，由于文章篇幅限制，研究团队在本次研究中主要聚焦于IgG引发的衰老现象，未来的研究将继续探索IgG对细胞衰老的具体机制，以及如何有效降低IgG水平或抑制其促衰老作用。
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引文，原文
Spatial transcriptomic landscape unveils immunoglobin-associated senescence as a hallmark of aging, Cell, 2024
后苔↩️之前贴子的岸号即可霍得之前的代码，今日关键词：241106
