遗传发育所揭示下丘脑正中隆起衰老的分子特征

衰老是一个伴随着身体生理机能渐进衰弱，从分子、细胞、代谢、组织等层面系统性改变的自然过程。下丘脑正中隆起（mdian eminence，ME）作为下丘脑和垂体的连接器官，是神经系统和内分泌系统交互的界面。下丘脑内分泌神经元都投射到正中隆起进行激素释放，其衰老会造成激素释放和能量代谢失调，进而导致系统性衰老和生殖衰老。然而，下丘脑衰老的分子机制和细胞特征尚不明确。之前的组学研究多集中在年轻和老年组织，对于神经细胞衰老的中间转变过程以及细胞之间的互作规律鲜有报道。

近日，中国科学科院遗传与发育生物学研究所研究人员利用单细胞转录组测序，从细胞内分子网络、细胞间通讯和细胞外微环境因子三个角度，揭示下丘脑正中隆起的衰老特征，包括微炎症激活、细胞间通讯改变、衰老相关分泌表型（senescence-associated secretory phenotype，SASP）产生、代谢失调，以及潜在的表观改变。这些转录特征的改变可能驱动下丘脑衰老，也可能是衰老引起的后果，究竟是“鸡生蛋”还是“蛋生鸡”还有待进一步研究。此外，在细胞层面，该研究发现血管软脑膜细胞（vascular leptomeningeal cells，VLMC）通过分泌促炎性因子参与下丘脑衰老过程，这是一种血管下成纤维细胞样细胞，可能与小胶质细胞共同诱导下丘脑微炎症；在信号通路层面，该研究揭示几乎所有细胞类型在衰老过程中都会对NF-κB信号通路有不同程度激活；在分子层面，鉴定出一系列过去鲜有报道的分泌性因子参与衰老过程。该研究为理解大脑衰老提供新见解，也为中年阶段的抗衰老干预提供重要线索。

该研究结果以Single-cell Transcriptomic Profiling of the Hypothalamic Median Eminence during Aging为题在线发表在Journal of Genetics and Genomics上。相关工作获得国家重点研发计划项目、国家自然科学基金委员会、中科院战略性先导科技专项和北京市科学技术委员会等资助。

下丘脑衰老的分子细胞特征：A.下丘脑正中隆起衰老的转录组特征；B.血管软脑膜细胞（VLMCs）的空间分布；C.VLMCs在衰老过程中从细胞外到细胞核的信号转导特征；D.基于NF-κB信号通路中延缓衰老的潜在药物靶点