成千上万的女性眼睑细胞“吐露”衰老的秘密

谁决定你的青春？我们的科学家使用单细胞测序技术锁定关键因子——

成千上万的女性眼睑细胞“吐露”衰老的秘密

仙水，膨胀水，极光水.减龄神器新概念已经一轮又一轮；抗蓝光，三重抗皱，密集修复.这些功能哪个最强大？

无论是轻装成熟的女人，还是“白”，嬉闹女性最关心的问题始终是同一个——。是什么决定了青春？

11月25日，中国科学家在《发育细胞》杂志上发表研究论文，称用目前最精准的生物技术解决了这个关键问题。

"我们对35678个眼睑皮肤细胞进行了单细胞测序，获得了大约530 GB的数据."该论文的通讯作者之一、中国科学院北京基因组研究所研究员张玮琪告诉《科技日报》记者，他们与中国科学院动物研究所刘光辉研究组和曲靖研究组合作，通过分析单细胞测序技术获得的基因表达数据，从数万个细胞中找到年轻皮肤细胞和衰老皮肤细胞之间的分子差异，并锁定决定是否年轻的关键因素。

眼睑皮肤包含你的年龄秘密

"在全身皮肤中，面部皮肤的老化非常明显."张玮琪解释说，在衰老过程中，眼睑是最明显的。眼睑皮肤衰老是全身衰老的“先锋”和“缩影”。

“研究表明，人工智能人脸识别模型包括眼睛皮肤识别模型，可以通过人脸识别准确预测人的年龄。”张玮琪说。

正因为如此，研究小组在众多人体细胞中选择了人眼睑细胞作为研究对象。"我们的样品来自整形医院的双外科."张玮琪说，这使得对衰老的研究能够直接在人体细胞上进行，而以前的大多数研究都是基于实验动物，这使得很难准确揭示人体的衰老规律。

研究小组花了很长时间才获得了三个有代表性时期的眼睑皮肤样本：年轻、中年和老年。"通过传统的染色方法，我们证明了这些皮肤细胞具有明显的年龄差异."张玮琪说，三个年龄组的表皮厚度和真皮胶原细胞密度都有一系列的老化变化。

单细胞测序“发现”衰老因素

近年来，单细胞测序技术的准确性日益提高，人们可以通过这项技术知道一个小细胞发生了什么。

当这些细胞放在一起时，就形成了一个覆盖细胞中所有基因表达的图谱。地图由每个单元的信息大数据组成，任何单元的“变化”都可以感知。

单细胞技术可以“发现”人类皮肤衰老过程中细胞和分子的变化，研究人员绘制了不同年龄各种皮肤细胞类型的基因表达图。

“各种皮肤细胞包括表皮基底细胞、棘细胞、颗粒细胞、黑素细胞、真皮细胞等。有自己的‘肖像’。”张玮琪说，就像人脸识别使用人脸信息的大数据一样，细胞“肖像”使用它的分子表达。

"我们发现富含表皮干细胞的表皮基底细胞在个体间差异最大."张玮琪说，干细胞的状态与年轻状态密切相关，表皮基底细胞也因其高度异质性而分为六个细胞亚群。

数据分析表明，中年组(40岁以上)和老年组(70岁左右)的皮肤具有更相似的转录组特征，而年轻组(20岁左右)的皮肤细胞特征明显不同。

“这说明眼睛皮肤已经到了中年。虽然肉眼看不到，但基因表达的特点已经变得衰老。”张玮琪说，各种老化皮肤细胞的基因表达显示DNA修复能力下降，对生物大分子的损伤增加。

找到最关键的“减龄”途径

这是世界上首次报道人眼皮肤老化的单细胞转录组图谱。为了让学术界认识到衰老的“关键”症状，科学研究需要完整的闭环验证。

“我们看到实验细胞的单细胞图谱中有些表达下调了，那么其他人也是这样吗？”为此，张玮琪说，研究小组通过色彩渲染证明，随着年龄的增长，另外13个人的眼睑样本也发生了同样的变化。

经过生物信息数据的挖掘和反向验证，研究小组发现，基底细胞中的KLF6和真皮成纤维细胞中的HES1这两种生长因子的下调会导致皮肤衰老。

“我们还阻止了KLF6和HES1在培养细胞中的表达，结果表明这些细胞的衰老加速，而表达的激活反过来可以延缓细胞衰老。”张玮琪说。

有了判断细胞新旧的“标尺”，团队在体外培养了眼睑皮肤细胞，并从生物活性小分子库中选取了一些物质，研究它们是否能延缓衰老。

“我们尝试了不同的小分子，如维生素C、二甲双胍和槲皮素。最终，天然化合物槲皮素是最稳定和高效的。细胞水平的不同实验证明，它能延缓人真皮成纤维细胞的衰老。”张玮琪说。记者张家星