Cell子刊揭示影響人類皮膚衰老的關(guān)鍵因素，這個(gè)物質(zhì)或?yàn)槠つw衰老的“救星”

來(lái)源：作者：人氣：-發(fā)表時(shí)間：2021-01-12 15:19:00【大中小】

皮膚作為身體最外層的物理屏障，日常保護(hù)著我們免受脫水、紫外線輻射以及傳染性病原體的入侵。皮膚也是早期表現(xiàn)出衰老的器官之一，眼周等皮膚會(huì)隨著年齡增加出現(xiàn)松弛、皺紋以及彈性下降，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)產(chǎn)生濕疹、黑色素瘤等皮膚疾病。由于皮膚細(xì)胞具有異質(zhì)性，因而難以準(zhǔn)確揭示人類皮膚衰老的細(xì)胞類型特異性的分子機(jī)制，也由此阻礙了皮膚衰老相關(guān)疾病的干預(yù)措施的發(fā)展。

近日，來(lái)自中國(guó)科學(xué)院動(dòng)物研究所和北京基因組研究所的團(tuán)隊(duì)在《Developmental Cell》上發(fā)表了題為A Single-Cell Transcriptomic Atlas of Human Skin Aging的研究成果，使用單細(xì)胞轉(zhuǎn)錄組測(cè)序技術(shù)，以單細(xì)胞分辨率繪制了人類皮膚的衰老路線，確定了皮膚細(xì)胞中生長(zhǎng)控制轉(zhuǎn)錄因子的干擾是人類皮膚衰老的主要特征。

為了揭示人類皮膚衰老的細(xì)胞類型特異性分子機(jī)制，研究人員收集了不同年齡女性捐贈(zèng)的眼瞼皮膚樣本，對(duì)其進(jìn)行形態(tài)學(xué)分析，發(fā)現(xiàn)皮膚中的表皮厚度，真皮-表皮連接處的卷積、真皮膠原密度以及各種皮膚細(xì)胞類型的細(xì)胞密度均在衰老過(guò)程中不斷降低。

將這些樣本分為年輕（Y），中年（M）和老年（O）組，通過(guò)轉(zhuǎn)錄組分析對(duì)各組間多種皮膚細(xì)胞類型的基因表達(dá)模式進(jìn)行比較，以深入剖析皮膚衰老的機(jī)制。發(fā)現(xiàn)皮膚衰老相關(guān)的基因表達(dá)在中年早期就會(huì)開(kāi)始發(fā)生變化，其在7種細(xì)胞類型中鑒定到與細(xì)胞因子介導(dǎo)的信號(hào)通路和凋亡信號(hào)通路、以及炎癥增加有關(guān)的基因隨年齡而上調(diào)，在10種細(xì)胞類型中鑒定到與上皮細(xì)胞增殖、上皮維持能力相關(guān)的基因表達(dá)隨年齡下調(diào)。

眼瞼皮膚每天都會(huì)暴露在光照下，久之會(huì)出現(xiàn)血管網(wǎng)絡(luò)喪失和慢性皮膚炎癥等光老化表現(xiàn)。對(duì)光老化相關(guān)途徑的基因表達(dá)進(jìn)一步分析，發(fā)現(xiàn)維持皮膚細(xì)胞動(dòng)態(tài)平衡至關(guān)重要的DNA修復(fù)基因會(huì)隨年齡增長(zhǎng)而下調(diào)，與年齡相關(guān)的幾種類型的皮膚細(xì)胞的DNA修復(fù)能力下降、DNA和蛋白質(zhì)的氧化增加，且紫外線誘導(dǎo)的基因組突變也出現(xiàn)積累。

這些結(jié)果表明，在老年人的皮膚中會(huì)發(fā)生一系列以炎癥反應(yīng)，光損傷和上皮維持障礙為特征的細(xì)胞類型特異性的分子變化，并且可能導(dǎo)致其對(duì)與衰老相關(guān)的皮膚疾病的敏感性增加。

皮膚的表皮會(huì)不斷再生，通過(guò)位于基底層的表皮干細(xì)胞分裂維持其穩(wěn)態(tài)；而皮膚的成纖維細(xì)胞會(huì)產(chǎn)生形成皮膚結(jié)締組織的細(xì)胞外基質(zhì)，對(duì)于傷口愈合至關(guān)重要。那么皮膚衰老是否會(huì)影響基底細(xì)胞和成纖維細(xì)胞以及是如何影響的呢？

研究人員對(duì)表皮基底細(xì)胞和成纖維細(xì)胞的亞群的轉(zhuǎn)錄進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)生長(zhǎng)控制轉(zhuǎn)錄因子即成纖維細(xì)胞中的HES1和基底細(xì)胞中的KLF6在衰老早期出現(xiàn)下調(diào)，這兩種蛋白的失活會(huì)加速細(xì)胞的衰老，而HES1的激活則會(huì)減輕皮膚成纖維細(xì)胞的衰老，這表明HES1可能對(duì)皮膚具有保護(hù)作用。此外，研究人員還發(fā)現(xiàn)天然化合物槲皮素可以減弱真皮成纖維細(xì)胞的衰老，這也為干擾人類皮膚衰老提供了新的潛在策略。