為衰老機制的探索開辟嶄新方向

　　我科學家在靈長類動物脊髓中發(fā)現新細胞亞型

　　◎本報記者 張佳星

　　11月1日，《自然》線上發(fā)表中國科學院動物研究所與北京基因組研究所聯合研究團隊的最新發(fā)現，該研究歷時7年找到一種對運動神經元有毒的細胞亞型，團隊將其命名為“AIMoN-CPM”。

　　“通過對單細胞的分析，我們在老年靈長類動物脊髓中發(fā)現了一群特有的細胞，這群細胞總是圍繞在衰老運動神經元周圍?！闭撐墓餐ㄓ嵶髡?、中國科學院動物研究所研究員劉光慧告訴科技日報記者，這種特有的聚集一定有生命活動的目的，經深入研究發(fā)現，這群細胞分泌一種“毒性”蛋白，可讓運動神經元加速衰老。

　　發(fā)現運動神經元受損來源

　　俗話說，人老先老腿?？梢?，人體衰老后最先退化的是運動能力。

　　“我們的研究也證實運動神經元是脊髓中對衰老最為敏感的細胞類型?！闭撐牡谝蛔髡?、中國科學院動物研究所助理研究員孫淑慧介紹，神經組織學分析研究表明，隨著靈長類動物脊髓的運動神經元細胞中衰老相關標志物顯著增加，神經元功能呈退化趨勢。

　　僅占脊髓全部細胞0.3%—0.4%的運動神經元細胞為什么在衰老過程中“首當其沖”？它們遭遇了什么？

　　為了打開這個謎團，團隊為靈長類動物衰老的脊髓繪制了一張單細胞水平的高分辨率活動軌跡圖。“軌跡圖錯綜復雜、細胞和分子類型多樣，必須精細繪制才能發(fā)現端倪?！闭撐墓餐ㄓ嵶髡摺⒅袊茖W院北京基因組研究所研究員張維綺表示，這部分研究耗時較長。通過組織病理學、細胞生物學和分子生物學分析，研究人員在衰老的運動神經元周圍發(fā)現一種新的細胞亞型(AIMoN-CPM)，它們通過分泌幾丁質酶1蛋白激活周邊運動神經元中的特定信號導致后者衰老。

　　據介紹，正常情況下，人體內的幾丁質酶1濃度很低，可幫助人體對抗帶有幾丁質的病原。但在特定疾病狀態(tài)下它會被數千倍激活，造成炎癥或損傷。在過去相關機制機理研究尚不夠清晰，而此次研究正是明確了一種新的神經細胞亞型是幾丁質酶1的來源，為衰老機制的探索開辟了嶄新方向。

　　明晰最新人體衰老路徑

　　“我們在老年人和老年猴的腦脊液和血清中，均發(fā)現了幾丁質酶1顯著升高的情況?！睆埦S綺表示，這證明我們團隊在分子層面發(fā)現的軌跡圖確實存在于人的機體中。

　　為了進一步驗證全新細胞亞群分泌的幾丁質酶1對運動神經元具有毒性，研究者借助手術機器人將幾丁質酶1注射到猴的腦脊液中，發(fā)現其可促發(fā)衰老及軸突傳導功能障礙，損傷機體運動能力。

　　如何驗證人的脊髓運動神經元也會受到幾丁質酶1的毒性影響呢？“人體神經系統(tǒng)研究一直受困于體內研究，為此，我們在體外干細胞分化的基礎上，建立了人類運動神經元與微環(huán)境的體外相互作用模型，對人體神經運動進行細胞層面的仿真。”論文共同通訊作者、中國科學院動物研究所研究員曲靜說。

　　利用這種創(chuàng)新體系，研究團隊證明阻斷幾丁質酶1的抗體可以有效阻斷老年腦脊液對神經元的促衰作用。研究人員還利用該體系進行了藥物篩選評價，發(fā)現維生素C能有效抑制幾丁質酶1造成的運動神經元衰老。

　　“我們對老年食蟹猴開展了為期3年的維生素C干預研究。”曲靜表示，非人靈長類動物體內實驗表明，長期口服維生素C可明顯改善老年食蟹猴脊髓運動神經元的衰老。

　　學界認為，當前脊髓及其運動神經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類動物脊髓小膠質細胞失調、幾丁質酶升高與運動神經元退變之間的因果聯系。