免疫細胞的衰老，主因是環境｜Cell揭示根源

圖片來源：Pixabay

來自於斯坦福大學醫學院的科學家們完成了這一龐大的工作，分析了大量免疫細胞。他們發現，相比於年輕人，老年人的免疫細胞攜帶更多的染色質修飾。而且，這些修飾差異主要來源於環境。

研究團隊的關注點在於組蛋白（與細胞核內DNA緊密結合的蛋白結構）修飾，是表觀遺傳學的重要部分，後者在健康、疾病領域有著不容忽視的地位。相關研究成果在線發表在最新一期的《Cell》上。

doi.org/10.1016/j.cell.2018.03.079

表觀遺傳學的影響

蛋白質是執行細胞活動的主力。一個細胞的身份、功能與其表達的蛋白質類型、數量密切相關。事實上，體內的每一個細胞都含有相同的DNA，但是皮膚細胞、脂肪細胞和神經細胞表達的蛋白質卻有著很大的差異，因此，它們各自執行的功能不同。通過指定基因表達與否，DNA序列上的表觀遺傳標記很大程度上指引、定義了細胞的整體行為。

「除去變異或者染色體末端磨損，DNA在衰老的過程中基本保持不變，但是基因的表達程度卻可能經歷著大的變化。」文章通訊作者免疫學和風濕病學教授Paul J. Utz表示道。

此外，伴隨著細胞的分裂、衰老等過程，表觀遺傳修飾會不斷變化。其中，免疫系統中大量白細胞的基因表達水平會伴隨著衰老而發生顯著的變化。

考慮到這些，研究團隊推測，免疫細胞發生與衰老相關的變化，可能源於組蛋白修飾的變化。他們想知道，不同免疫細胞類型受表觀遺傳標記變化影響的程度，而且這種影響模式在不同人之間或者同一個個體不同細胞的差異。

衰老的免疫細胞

Paul J. Utz和生物信息學助理教授Purvesh Khatri、基礎生命科學研究副研究員Alex Kuo和博士後Francesco Vallania合作，利用質譜流式細胞技術（mass cytometry）從單細胞水平分析了免疫細胞的染色質修飾情況。他們分析了22種不同免疫細胞內40種不同類型的表觀遺傳標記，共積累了約217億個數據點，並進行了專門的數據解析。

結果發現，許多衰老的免疫細胞比年輕的免疫細胞攜帶更多的組蛋白標記。此外，相比於年輕人，老年人免疫細胞之間的組蛋白修飾差異性更大。

圖片來源：Cell

變化主要源於環境

為了評估環境、遺傳對於組蛋白標記模式的影響差異，研究人員從同卵雙胞胎、異卵雙胞胎中獲取血液樣本。其中，同卵雙胞胎擁有相同的DNA序列，分享著共同的宮內環境。雖然異卵雙胞胎DNA有差異，但是宮內環境、成長環境（一起長大）相同。

結果顯示，相比於年輕的同卵雙胞胎，年老的同卵雙胞胎之間的組蛋白修飾差異較大。而且這些差異相當於兩個完全沒有血緣關係的人。進一步數據分析表明，老年人表現出的表觀遺傳差異主要源於非遺傳因素，包括飲食、睡眠、運動、感染、工作、居住的地方，以及生理、心理壓力等。

責編：悠然

參考資料：

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