衰老會導致器官結構和細胞功能發生不均衡變化，不僅擾亂了分子調控網路，也深刻影響了細胞在器官內的空間分布和交互作用。但目前，我們對衰老如何影響機體衰退仍缺乏了解。
中國科學院動物研究所與多家單位合作， 繪制出了一份涉及全身多個器官的詳細「器官衰老空間地圖」 ，發現免疫球蛋白（即抗體）在衰老過程中的異常積累是機體衰老的主要元兇之一 。
01
建立衰老 「空間導航圖」
在這項研究中，研究人員對小鼠九種器官上面數百萬個微小的空間區域（僅有25×25微米，相當於1~2個細胞大小）進行了詳細分析， 定位了超過70種不同細胞型別在器官中的分布情況 。
▲衰老脾臟邊緣區結構破壞、白髓細胞身份遺失
透過一種全新的分析方法，研究人員發現 隨著衰老的行程，器官內部的結構分布會逐漸混亂，用於區分不同細胞型別的身份訊號特征也在漸漸模糊甚至消失 。比如，衰老會導致脾臟重要結構受損、淋巴細胞的儲存庫減少，肝小葉的不同功能分區也會失去原有的秩序，這些變化可能是器官功能減弱的原因。
02
辨識 「衰老敏感區域」
不同的組織器官哪裏最容易受到衰老影響？搞清楚這個問題，科學家們就可以研發更具有靶向性質的幹預策略，進而為延緩衰老和治療衰老相關疾病提供精準支撐。
研究人員透過建立演算法模型，辨識和鑒定出了不同器官中最容易受到衰老影響的區域，即Senescence-sensitive Spots（SSS），並行現 能夠產生抗體的細胞密集分布在這些「衰老敏感區」中 ，而且越靠近這些敏感區域的細胞，免疫球蛋白基因的表達水平越高。
▲衰老器官中的衰老敏感區域
03
尋找 新型「衰老標誌物」
免疫球蛋白的主要功能是辨識和中和外來物質，包括中和毒素、標記病原體等。其中，免疫球蛋白G（IgG）是五種主要型別的免疫球蛋白之一，為血清中含量最多的免疫球蛋白，占總免疫球蛋白的大約75%，在疾病發生、發展以及治療過程中發揮關鍵作用。
研究發現， 隨著衰老行程， IgG會在多個器官內積累 ，並且不但在小鼠中，在人類多個器官的衰老過程中也發現了這種現象，進一步表明了IgG是一種跨物種保守的衰老生物標誌物。
▲IgG 在老年人的腦組織中積累
研究人員發現，IgG不僅會直接加速人體和小鼠的免疫細胞衰老，還會使其釋放炎癥因子，引發其他細胞的老化反應，說明 IgG還是介導細胞之間衰老的一個「傳染源」 。
實驗中，科學家將IgG直接註射到年輕小鼠體內，結果也引發了它們全身多個器官的衰老現象。
▲IgG誘導巨噬細胞表達衰老標誌內源性逆轉錄病毒蛋白
04
開發延緩衰老的幹預策略
高效且安全地幹預衰老及其相關疾病是衰老研究的終極目標。基於以上研究，研究人員 開發了可有效降低小鼠體內IgG含量的幹預手段 ，並且發現 IgG含量降低有效地延緩了小鼠多個器官的衰老過程 。
這項研究首次繪制了哺乳動物多器官衰老的空間地圖，揭示了組織結構紊亂和細胞身份遺失是衰老的關鍵標誌，並精確定位了衰老敏感的核心區域及微環境特征。 研究提出的免疫球蛋白相關衰老表型 （Immunoglobin-associated Senescence Phenotype，簡稱IASP） 不僅拓展了衰老科學的研究疆域，還為延緩衰老及防治相關疾病開辟了新路徑 。
來源：中國科學院動物研究所
責任編輯：王穎
