在生物学的浩瀚宇宙中,细胞衰老一直是一个既神秘又关键的过程。它与胚胎发育、损伤再生、癌症以及我们每个人的机体衰老都息息相关。然而,同样是“年迈”的细胞,却有好有坏,有些在体内作乱,有些则默默守护我们的健康。如何精准识别并区分出衰老细胞群体中的“好人”和“坏人”,一直是困扰细胞衰老领域多年的难题。
近日,中国科学院传来振奋人心的消息!周斌研究团队通过技术创新,成功揭示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,实现了对衰老细胞的精准识别与区分。这一突破性进展,有望为细胞衰老领域带来全新的研究视角和治疗策略。据悉,该团队在肝脏损伤小鼠模型上实现了更加精准的“惩恶扬善”,相关成果已发表于国际学术期刊《细胞》。
图源:微信公众号@中国科学院分子细胞卓越中心
细胞衰老:生理病理过程中的双刃剑
细胞衰老,这一看似简单的生物过程,实际上在生命体中发挥着极为复杂和重要的作用。从胚胎发育到损伤再生,从癌症的发生到机体的整体衰老,细胞衰老都扮演着不可或缺的角色。然而,正是这种复杂性和重要性,使得科学家们对细胞衰老的研究充满了挑战。
图片来自:https://www.51wendang.com/doc/1e3a6b7edd84b0a9f6fc2ea0/19
在过去的几十年里,科学家们已经发现,细胞衰老与许多疾病的发生和发展都密切相关。例如,随着年龄的增长,人体内的细胞逐渐失去其原有的功能和活性,这导致了机体整体功能的下降和各种疾病的发生。
然而,同样是衰老的细胞,在体内却表现出截然不同的行为。有些衰老的细胞会分泌大量的炎症因子,破坏周围的组织环境,促进疾病的发生和发展;而有些衰老的细胞则仍然保持着一定的功能和活性,甚至在机体的修复和再生过程中发挥着重要的作用。
图片来自网络:出处已不可考
这种“好”与“坏”的衰老细胞并存的现象,使得科学家们对细胞衰老的研究更加充满了困惑和挑战。如何精准地识别并区分出这些衰老细胞中的“好人”和“坏人”,成为了细胞衰老领域亟待解决的重要问题。
技术创新:揭开衰老细胞的神秘面纱
面对这一挑战,中国科学院分子细胞科学卓越创新中心的周斌研究团队并没有退缩。他们深知,要想解开这一谜团,就必须首先拥有能够精准识别并追踪特定细胞类型衰老细胞的研究工具。然而,这样的工具在当时并不存在。
图源:微信公众号@中国科学院分子细胞卓越中心
于是,周斌团队开始了艰难的技术创新之路。他们深知,只有开发出能够精准示踪体内衰老细胞的技术,才能为后续的研究提供坚实的基础。经过无数次的实验和失败,他们终于成功地开发出了体内衰老细胞的谱系示踪系统。这一系统的出现,为科学家们提供了前所未有的研究工具,使得他们能够精准地追踪和识别体内的衰老细胞。
然而,这仅仅是开始。周斌团队并没有满足于现有的成果。他们深知,要想真正揭开衰老细胞的神秘面纱,还必须建立针对不同细胞类型衰老细胞的功能研究技术。于是,他们继续投入大量的时间和精力,进行技术创新和突破。最终,他们成功地建立了这样一套功能研究技术,为后续的深入研究提供了强有力的支持。
肝脏损伤与修复:衰老细胞的命运轨迹
有了这些创新的技术作为支撑,周斌团队开始将目光投向了肝脏损伤和修复过程中衰老细胞的命运轨迹与特定作用。他们知道,肝脏作为人体内最重要的器官之一,其损伤和修复过程都涉及到大量的细胞衰老现象。因此,研究肝脏损伤和修复过程中的衰老细胞,对于揭示细胞衰老的机制和寻找新的治疗策略都具有重要的意义。
于是,周斌团队利用他们开发的技术,开始在小鼠模型上进行深入的研究。他们发现,在肝脏受损后,细胞衰老主要涉及巨噬细胞及内皮细胞这两种细胞类型。其中,衰老的巨噬细胞在肝脏受损时会激增,并通过分泌炎症因子来“捣乱”,促进肝纤维化的发生和发展;而衰老的内皮细胞虽然在肝脏受损后也显得“老态龙钟”,但它们仍然在修复过程中发挥着重要的作用,限制损伤和纤维化的程度。
这一发现让周斌团队倍感兴奋。他们意识到,如果能够精准地识别并清除这些“捣乱”的衰老巨噬细胞,就有可能限制肝纤维化的发生和发展;而如果能够保护和利用这些“守护”健康的衰老内皮细胞,就有可能促进肝脏的修复和再生。
“惩恶扬善”:为肝脏健康护航
基于这一发现,周斌团队开始尝试在小鼠模型上进行更加精准的治疗策略。他们首先通过清除衰老的巨噬细胞来限制肝纤维化的发生和发展。结果显示,这种方法确实能够有效地减轻肝脏的纤维化程度并改善肝功能。
他们发现,在肝损伤小鼠模型中,衰老的巨噬细胞占比高达40%,而衰老的内皮细胞占比约为30%。这些衰老的巨噬细胞通过分泌炎症因子促进肝纤维化,而衰老的内皮细胞则在修复过程中发挥屏障作用,限制损伤和纤维化。进一步实验证明,清除衰老的巨噬细胞可显著减轻肝纤维化,而清除衰老的内皮细胞则可能加重纤维化。这些具体数据为理解不同细胞类型在衰老过程中的作用提供了有力支持。
衰老的p16-tdT小鼠多种细胞类型表达tdT
图源:微信公众号@中国科学院分子细胞卓越中心
然而,周斌团队并没有止步于此。他们知道,仅仅清除衰老的巨噬细胞是不够的。要想真正保护肝脏的健康,还必须同时保护和利用那些“守护”健康的衰老内皮细胞。于是,他们开始尝试对体内衰老的内皮细胞进行重编程。他们希望通过这种方式,能够让这些衰老的内皮细胞“焕发新生”,并重新发挥其在肝脏修复和再生过程中的重要作用。
声明:本文参考光明日报、澎湃10月9日相关文章,图片均来自网络。