我科學家詳解心肺衰老細胞分子變化規(guī)律 有助于揭示老年個體易感新冠病毒的分子機制
本報北京9月14日電(記者齊芳)我國科學家以食蟹猴為研究對象，基于高通量單細胞核轉(zhuǎn)錄組測序技術(shù)，首次繪制了年輕和年老非人靈長類心肺組織的單細胞核轉(zhuǎn)錄組圖譜，同時結(jié)合來源于對應(yīng)個體的主動脈單細胞轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)，對整個呼吸系統(tǒng)和心血管系統(tǒng)衰老的細胞分子變化規(guī)律進行了詳細解析。這一成果將有助于科學家揭示老年個體對新冠病毒易感的機制，并有針對性地實施臨床預(yù)防和治療措施。
這一研究是由中國科學院動物研究所劉光慧研究組、中國科學院北京基因組研究所張維綺研究組和中國科學院動物研究所宋默識研究組合作完成的，日前在線發(fā)表于學術(shù)期刊《細胞研究》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。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重。最新研究表明，與人類具有最近親緣關(guān)系的非人靈長類動物可以被新型冠狀病毒感染，且老年動物表現(xiàn)為與老年人類似的高易感性。因此，以非人靈長類動物為模型研究心肺衰老的細胞分子機制及其對新型冠狀病毒易感性的影響，將具有重要的科學意義。
研究人員在食蟹猴的單細胞圖譜的數(shù)據(jù)分析中發(fā)現(xiàn)，細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類心肺衰老的重要特征。一方面，肥大細胞、漿細胞和CD8+T細胞等炎癥相關(guān)細胞類型在年老個體的肺組織中積累。另一方面，心肺系統(tǒng)，尤其是肺組織的衰老表現(xiàn)為駐留的免疫細胞過度活化，以及免疫細胞與基質(zhì)細胞的炎性互作增強。更為重要的是，隨著年齡的增加，新型冠狀病毒受體ACE2的陽性細胞數(shù)目或ACE2的表達量在肺泡上皮細胞、心肌細胞和血管內(nèi)皮細胞中增加。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依據(jù)。
進一步的研究發(fā)現(xiàn)，炎性因子白介素7(IL7)是介導(dǎo)衰老過程中新冠病毒受體ACE2表達上調(diào)的驅(qū)動力之一，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制提供了線索，為增強老年個體對新冠病毒的抵抗力提供了潛在的分子靶標和干預(yù)策略，也為針對老年群體新冠病毒感染的精準防治提供了重要的思路和策略。