IT之家 12 月 6 日消息，细胞衰老与人体的胚胎发育、损伤再生、癌症和衰老等生理病理过程紧密关联。不过，同样是“年迈”的细胞，却有好有坏，有些在体内作乱，有些则默默守护健康（如肿瘤抑制、胚胎发育、伤口愈合、毛发生长、促进肺再生等）。
但是，人类对于该如何精准识别衰老细胞中的“好细胞”与“坏细胞”却十分头疼。要知道，人体内约有 30 万亿个细胞，超过 400 种细胞类型。在这么多的细胞中“追凶”好比大海捞针，因此医生只能清除所有衰老细胞。
中国科学院分子细胞科学卓越创新中心（生物化学与细胞生物学研究所）周斌研究团队通过开发体内细胞衰老的谱系示踪及功能研究技术，系统探讨了肝脏损伤和修复过程中不同细胞类型衰老细胞的命运轨迹与特定作用。相关成果已发表于国际学术期刊《细胞》。
2016 年，还在分子细胞卓越中心读研的赵欢，在导师周斌研究员的指导下，围绕细胞衰老的命运轨迹和特定功能展开研究。这项由周斌团队以及江南大学、上海实验动物研究中心等单位共同完成的研究，直到最近发表于《细胞》，最终为这段科研旅程画上一个较为圆满的“句号”。
该研究基于双同源重组酶系统建立了体内细胞衰老的谱系示踪及功能研究技术，系统探讨了肝脏损伤和修复过程中不同细胞类型衰老细胞的命运轨迹及其特定作用。
细胞衰老这一概念最初由 Leonard Hayflick 及其同事于 1961 年提出，其在胚胎发育、癌症、衰老和其他多种疾病等生理病理过程中发挥着重要作用。细胞衰老具有多种特征，包括细胞周期阻滞、细胞周期蛋白依赖性激酶（CDK）抑制蛋白（如 p16Ink4a、p21CIP1）的表达、衰老相关-β-半乳糖苷酶（SA-β-Gal）活性升高，以及衰老相关分泌表型（SASP，包括一系列趋化因子、白细胞介素、生长因子或组织重塑蛋白酶等）的显现。精准靶向体内的衰老细胞对于揭示其在衰老和各种病理状况中的机理作用至关重要。
在研究过程中，团队首先构建了一种荧光报告基因小鼠品系 p16-tdT，通过检测不同年龄段各器官中 tdT 的表达，发现 tdT + 细胞在不同器官中的类型多样且比例随着年龄的增长显著增加。同时，这些 tdT + 细胞表现出明显的 SA-β-Gal 活性、更低的增殖能力及高表达 SASP 因子等，进一步验证了 p16Ink4a+ 细胞的细胞衰老表型。
研究发现，肝损伤后的衰老细胞主要涉及“坏细胞”巨噬细胞和“好细胞”内皮细胞，占比分别达 40% 和 30%。那么它们又是如何运作的呢？
团队发现，衰老的巨噬细胞在肝脏受损时激增，在损伤后通过分泌炎症因子促进肝纤维化；衰老的内皮细胞在肝脏受损后虽也显老态，却仍然发挥重要作用，扼制损伤和纤维化。也就是说，清除巨噬细胞可以扼制肝纤维化。
IT之家注：肝纤维化是成纤维细胞活化的结果，其特点是成纤维细胞增殖增加和细胞外基质过度沉积。细胞衰老与肝纤维化有相关性，但在如此复杂的病理生理背景下，衰老细胞的细胞动态和具体作用机制仍不清楚。
进一步研究发现，清除巨噬细胞扼制肝纤维化背后的机制可能是改变了肝脏的免疫微环境，包括增强 T 淋巴细胞活化等。反之，内皮细胞被清除后，肝组织向促纤维化环境转变，成纤维细胞和间充质细胞增殖能力增强。
此外，研究人员还可以实现对特定类型的细胞进行遗传操作，比如基因敲除或过表达，或者细胞清除等。在此基础上，研究人员还实现了对体内衰老内皮细胞重编程，发现这群衰老细胞“焕发新生”后可以显著减轻肝脏纤维化程度。中国科学院官方指出，这一研究工作不仅为肝脏疾病的临床治疗提供新的研究方向和理论依据，也为细胞衰老领域和再生医学研究提供了新的技术路径与方法。
赵欢表示，除了肝脏，他们研究比较多的还有心脏和肺脏等重要器官，“我们实验室还在开发邻近细胞的遗传操作技术，研究衰老细胞的微环境，比如它跟它周围的邻居细胞是怎么相互作用的；然后去调控这些衰老细胞或微环境细胞，以促进损伤修复和组织再生”。
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