劉如楠

新研究繪制出了人皮膚老化的單細(xì)胞轉(zhuǎn)錄圖譜，揭示了皮膚衰老的分子機制，并發(fā)現(xiàn)了兩個促進皮膚細(xì)胞增殖、減輕炎癥、抑制衰老的關(guān)鍵因子。

11月25日，中科院動物研究所與合作團隊為干預(yù)皮膚衰老帶來了新策略，其發(fā)表于《發(fā)育細(xì)胞》的一項研究，繪制出了人皮膚老化的單細(xì)胞轉(zhuǎn)錄圖譜，揭示了皮膚衰老的分子機制，并發(fā)現(xiàn)了兩個促進皮膚細(xì)胞增殖、減輕炎癥、抑制衰老的關(guān)鍵因子。此外，他們還研究發(fā)現(xiàn)，天然化合物槲皮素能夠延緩人真皮成纖維細(xì)胞衰老。

皮膚由表皮、真皮和皮下組織三層結(jié)構(gòu)組成。最外層的表皮是抵御外部環(huán)境的物理屏障，其下的真皮層中成纖維細(xì)胞使皮膚富有彈性;皮下組織則連接著皮膚和肌肉，使皮膚具有一定的活動能力。“每層結(jié)構(gòu)中，都有著不同類型的細(xì)胞，三層加起來多達十幾種，每種又可進一步細(xì)分。這種高度的異質(zhì)性，使傳統(tǒng)技術(shù)難以精確揭示在皮膚衰老過程中不同細(xì)胞類型的變化規(guī)律和分子機制?！北疚耐ㄓ嵶髡咧?、中科院動物研究所研究員曲靜說。

面部皮膚容易衰老，而眼周皮膚又是其中最薄、最脆弱的部位之一。研究人員與醫(yī)院合作，分別獲取了20歲左右、40多歲、70多歲三組女性的正常眼瞼皮膚樣品。通過組織形態(tài)分析發(fā)現(xiàn)，隨著年齡增加，皮膚厚度明顯變薄、真皮膠原密度降低。隨后，研究人員利用單細(xì)胞轉(zhuǎn)錄組測序，繪制了不同年齡段、多種皮膚細(xì)胞類型的基因表達圖譜，包括表皮基底細(xì)胞、有棘細(xì)胞、顆粒細(xì)胞、黑色素細(xì)胞和成纖維細(xì)胞等。在表皮深處，有一類具有自我擴增能力、可分化為表皮中多種功能細(xì)胞的細(xì)胞類群，即表皮干細(xì)胞。

通過轉(zhuǎn)錄組分析，該研究發(fā)現(xiàn)，包含表皮干細(xì)胞的表皮基底細(xì)胞具有較高的異質(zhì)性，可分為6個細(xì)胞亞群。相比于年輕個體，年老個體皮膚組織炎癥反應(yīng)增加、上皮維持能力降低。

此外，由于眼瞼皮膚處于日常陽光的照射下，多種衰老皮膚細(xì)胞的基因表達特征呈現(xiàn)DNA修復(fù)能力的降低以及生物大分子損傷的增加。

以上結(jié)果表明，光損傷和慢性炎癥可能是眼部皮膚衰老的重要誘因。曲靜介紹，進一步的研究發(fā)現(xiàn)，兩種生長控制轉(zhuǎn)錄因子，即表皮基底細(xì)胞中的KLF6、真皮成纖維細(xì)胞中的HES1的下調(diào)是引發(fā)皮膚衰老的驅(qū)動力，如果敲低它們，便可加速細(xì)胞衰老。而在原代真皮成纖維細(xì)胞中激活HES1，則可延緩細(xì)胞衰老。這提示著，HES1可能具有干預(yù)皮膚衰老的活性。

槲皮素是一種具有多種生物活性的黃酮醇類天然化合物，在洋蔥、萵筍、蘋果等蔬果中都有分布。研究人員通過實驗觀察發(fā)現(xiàn)，它可以回調(diào)紫外線刺激下HES1表達的降低，增強細(xì)胞的增殖能力，延緩細(xì)胞衰老。這與課題組之前的研究結(jié)果——槲皮素延緩人早衰癥間充質(zhì)干細(xì)胞衰老，以及延長小鼠健康壽命的發(fā)現(xiàn)具有一致性。