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中國(guó)科學(xué)家在靈長(zhǎng)類動(dòng)物脊髓中發(fā)現(xiàn)新細(xì)胞亞型

發(fā)布時(shí)間:2023-11-01 15:04:00來源: 科技日?qǐng)?bào)

  為衰老機(jī)制的探索開辟嶄新方向

  我科學(xué)家在靈長(zhǎng)類動(dòng)物脊髓中發(fā)現(xiàn)新細(xì)胞亞型

  ◎本報(bào)記者 張佳星

  11月1日,《自然》線上發(fā)表中國(guó)科學(xué)院動(dòng)物研究所與北京基因組研究所聯(lián)合研究團(tuán)隊(duì)的最新發(fā)現(xiàn),該研究歷時(shí)7年找到一種對(duì)運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元有毒的細(xì)胞亞型,團(tuán)隊(duì)將其命名為“AIMoN-CPM”。

  “通過對(duì)單細(xì)胞的分析,我們?cè)诶夏觎`長(zhǎng)類動(dòng)物脊髓中發(fā)現(xiàn)了一群特有的細(xì)胞,這群細(xì)胞總是圍繞在衰老運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元周圍?!闭撐墓餐ㄓ嵶髡摺⒅袊?guó)科學(xué)院動(dòng)物研究所研究員劉光慧告訴科技日?qǐng)?bào)記者,這種特有的聚集一定有生命活動(dòng)的目的,經(jīng)深入研究發(fā)現(xiàn),這群細(xì)胞分泌一種“毒性”蛋白,可讓運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元加速衰老。

  發(fā)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元受損來源

  俗話說,人老先老腿??梢?,人體衰老后最先退化的是運(yùn)動(dòng)能力。

  “我們的研究也證實(shí)運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元是脊髓中對(duì)衰老最為敏感的細(xì)胞類型?!闭撐牡谝蛔髡?、中國(guó)科學(xué)院動(dòng)物研究所助理研究員孫淑慧介紹,神經(jīng)組織學(xué)分析研究表明,隨著靈長(zhǎng)類動(dòng)物脊髓的運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元細(xì)胞中衰老相關(guān)標(biāo)志物顯著增加,神經(jīng)元功能呈退化趨勢(shì)。

  僅占脊髓全部細(xì)胞0.3%—0.4%的運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元細(xì)胞為什么在衰老過程中“首當(dāng)其沖”?它們?cè)庥隽耸裁矗?/p>

  為了打開這個(gè)謎團(tuán),團(tuán)隊(duì)為靈長(zhǎng)類動(dòng)物衰老的脊髓繪制了一張單細(xì)胞水平的高分辨率活動(dòng)軌跡圖。“軌跡圖錯(cuò)綜復(fù)雜、細(xì)胞和分子類型多樣,必須精細(xì)繪制才能發(fā)現(xiàn)端倪?!闭撐墓餐ㄓ嵶髡?、中國(guó)科學(xué)院北京基因組研究所研究員張維綺表示,這部分研究耗時(shí)較長(zhǎng)。通過組織病理學(xué)、細(xì)胞生物學(xué)和分子生物學(xué)分析,研究人員在衰老的運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元周圍發(fā)現(xiàn)一種新的細(xì)胞亞型(AIMoN-CPM),它們通過分泌幾丁質(zhì)酶1蛋白激活周邊運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元中的特定信號(hào)導(dǎo)致后者衰老。

  據(jù)介紹,正常情況下,人體內(nèi)的幾丁質(zhì)酶1濃度很低,可幫助人體對(duì)抗帶有幾丁質(zhì)的病原。但在特定疾病狀態(tài)下它會(huì)被數(shù)千倍激活,造成炎癥或損傷。在過去相關(guān)機(jī)制機(jī)理研究尚不夠清晰,而此次研究正是明確了一種新的神經(jīng)細(xì)胞亞型是幾丁質(zhì)酶1的來源,為衰老機(jī)制的探索開辟了嶄新方向。

  明晰最新人體衰老路徑

  “我們?cè)诶夏耆撕屠夏旰锏哪X脊液和血清中,均發(fā)現(xiàn)了幾丁質(zhì)酶1顯著升高的情況?!睆埦S綺表示,這證明我們團(tuán)隊(duì)在分子層面發(fā)現(xiàn)的軌跡圖確實(shí)存在于人的機(jī)體中。

  為了進(jìn)一步驗(yàn)證全新細(xì)胞亞群分泌的幾丁質(zhì)酶1對(duì)運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元具有毒性,研究者借助手術(shù)機(jī)器人將幾丁質(zhì)酶1注射到猴的腦脊液中,發(fā)現(xiàn)其可促發(fā)衰老及軸突傳導(dǎo)功能障礙,損傷機(jī)體運(yùn)動(dòng)能力。

  如何驗(yàn)證人的脊髓運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元也會(huì)受到幾丁質(zhì)酶1的毒性影響呢?“人體神經(jīng)系統(tǒng)研究一直受困于體內(nèi)研究,為此,我們?cè)隗w外干細(xì)胞分化的基礎(chǔ)上,建立了人類運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元與微環(huán)境的體外相互作用模型,對(duì)人體神經(jīng)運(yùn)動(dòng)進(jìn)行細(xì)胞層面的仿真?!闭撐墓餐ㄓ嵶髡摺⒅袊?guó)科學(xué)院動(dòng)物研究所研究員曲靜說。

  利用這種創(chuàng)新體系,研究團(tuán)隊(duì)證明阻斷幾丁質(zhì)酶1的抗體可以有效阻斷老年腦脊液對(duì)神經(jīng)元的促衰作用。研究人員還利用該體系進(jìn)行了藥物篩選評(píng)價(jià),發(fā)現(xiàn)維生素C能有效抑制幾丁質(zhì)酶1造成的運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元衰老。

  “我們對(duì)老年食蟹猴開展了為期3年的維生素C干預(yù)研究?!鼻o表示,非人靈長(zhǎng)類動(dòng)物體內(nèi)實(shí)驗(yàn)表明,長(zhǎng)期口服維生素C可明顯改善老年食蟹猴脊髓運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元的衰老。

  學(xué)界認(rèn)為,當(dāng)前脊髓及其運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元隨衰老變化的研究非常有限,該研究首次從衰老的角度建立了靈長(zhǎng)類動(dòng)物脊髓小膠質(zhì)細(xì)胞失調(diào)、幾丁質(zhì)酶升高與運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元退變之間的因果聯(lián)系。

(責(zé)編:陳濛濛)

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