我科學(xué)家詳解心肺衰老細(xì)胞分子變化規(guī)律 有助于揭示老年個(gè)體易感新冠病毒的分子機(jī)制
本報(bào)北京9月14日電(記者齊芳)我國(guó)科學(xué)家以食蟹猴為研究對(duì)象，基于高通量單細(xì)胞核轉(zhuǎn)錄組測(cè)序技術(shù)，首次繪制了年輕和年老非人靈長(zhǎng)類心肺組織的單細(xì)胞核轉(zhuǎn)錄組圖譜，同時(shí)結(jié)合來(lái)源于對(duì)應(yīng)個(gè)體的主動(dòng)脈單細(xì)胞轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)，對(duì)整個(gè)呼吸系統(tǒng)和心血管系統(tǒng)衰老的細(xì)胞分子變化規(guī)律進(jìn)行了詳細(xì)解析。這一成果將有助于科學(xué)家揭示老年個(gè)體對(duì)新冠病毒易感的機(jī)制，并有針對(duì)性地實(shí)施臨床預(yù)防和治療措施。
這一研究是由中國(guó)科學(xué)院動(dòng)物研究所劉光慧研究組、中國(guó)科學(xué)院北京基因組研究所張維綺研究組和中國(guó)科學(xué)院動(dòng)物研究所宋默識(shí)研究組合作完成的，日前在線發(fā)表于學(xué)術(shù)期刊《細(xì)胞研究》上。
劉光慧解釋，心肺系統(tǒng)如肺臟、心臟和血管等是新冠病毒感染的主要靶標(biāo)。因此，新型冠狀病毒肺炎患者多表現(xiàn)為呼吸急促、缺氧、心臟和血管功能受損等心肺系統(tǒng)相關(guān)的一系列癥狀，且在老年群體中尤為嚴(yán)重。最新研究表明，與人類具有最近親緣關(guān)系的非人靈長(zhǎng)類動(dòng)物可以被新型冠狀病毒感染，且老年動(dòng)物表現(xiàn)為與老年人類似的高易感性。因此，以非人靈長(zhǎng)類動(dòng)物為模型研究心肺衰老的細(xì)胞分子機(jī)制及其對(duì)新型冠狀病毒易感性的影響，將具有重要的科學(xué)意義。
研究人員在食蟹猴的單細(xì)胞圖譜的數(shù)據(jù)分析中發(fā)現(xiàn)，細(xì)胞特異性的炎癥反應(yīng)增加和病毒防御功能受損是非人靈長(zhǎng)類心肺衰老的重要特征。一方面，肥大細(xì)胞、漿細(xì)胞和CD8+T細(xì)胞等炎癥相關(guān)細(xì)胞類型在年老個(gè)體的肺組織中積累。另一方面，心肺系統(tǒng)，尤其是肺組織的衰老表現(xiàn)為駐留的免疫細(xì)胞過(guò)度活化，以及免疫細(xì)胞與基質(zhì)細(xì)胞的炎性互作增強(qiáng)。更為重要的是，隨著年齡的增加，新型冠狀病毒受體ACE2的陽(yáng)性細(xì)胞數(shù)目或ACE2的表達(dá)量在肺泡上皮細(xì)胞、心肌細(xì)胞和血管內(nèi)皮細(xì)胞中增加。這些發(fā)現(xiàn)為增齡伴隨的新冠病毒易感性增加提供了科學(xué)依據(jù)。
進(jìn)一步的研究發(fā)現(xiàn)，炎性因子白介素7(IL7)是介導(dǎo)衰老過(guò)程中新冠病毒受體ACE2表達(dá)上調(diào)的驅(qū)動(dòng)力之一，而一種常見的衰老干預(yù)藥物維生素C可有效抑制IL7誘導(dǎo)的ACE2的表達(dá)上調(diào)。
這些研究成果為闡明老年群體中新冠肺炎高發(fā)病率和高重癥率的機(jī)制提供了線索，為增強(qiáng)老年個(gè)體對(duì)新冠病毒的抵抗力提供了潛在的分子靶標(biāo)和干預(yù)策略，也為針對(duì)老年群體新冠病毒感染的精準(zhǔn)防治提供了重要的思路和策略。