中國教育報-中國教育新聞網(wǎng)訊（記者 李瑩 通訊員 徐琛）近日，吉林大學(xué)公布了一項發(fā)表在國際頂尖學(xué)術(shù)期刊《細(xì)胞》（Cell）上的重要成果，揭示腦衰老相關(guān)基因組調(diào)控元件、發(fā)現(xiàn)“熱點(diǎn)”區(qū)域，為老齡化干預(yù)，尤其是老齡易發(fā)重癥的診治提供了重要診斷標(biāo)識性分子與藥物靶點(diǎn)。

此項研究由吉林大學(xué)人獸共患病研究所/人畜共患傳染病重癥診治全國重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室劉明遠(yuǎn)團(tuán)隊與深圳華大生命科學(xué)研究院基因組多維解析技術(shù)全國重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、暨南大學(xué)、中國科學(xué)院腦科學(xué)與智能技術(shù)卓越創(chuàng)新中心、臨港實(shí)驗(yàn)室、劍橋大學(xué)、薩爾大學(xué)等中外團(tuán)隊合作完成，獲得重大突破性成果“Multimodal brain cell atlas across the adult macaque lifespan”（跨越成年食蟹猴全生命周期的多模態(tài)腦細(xì)胞圖譜）。

研究以23只雌性食蟹猴為對象，覆蓋青年（5-6歲）、中年（10-12歲）、老年（22-23歲）和超高齡（28-31歲）四個階段。研究團(tuán)隊對8個腦區(qū)的近300萬個細(xì)胞核同步開展了單細(xì)胞核轉(zhuǎn)錄組測序（snRNA-seq）與染色質(zhì)可及性測序（snATAC-seq），在多維度呈現(xiàn)出腦組織全生命周期衰老進(jìn)程與軌跡，描繪出全球首個在同一批個體中橫跨整個成年生命周期的靈長類腦多區(qū)域、多模態(tài)細(xì)胞圖譜，為腦細(xì)胞與組織衰老研究呈現(xiàn)出了清晰本底。

研究首次系統(tǒng)鑒定了衰老相關(guān)染色質(zhì)調(diào)控元件，并建立了靈長類腦衰老調(diào)控路徑。研究共定義48萬余個高置信度細(xì)胞亞型特異的基因組順式調(diào)控元件，鑒定出8.3萬余個隨年齡漸進(jìn)變化的調(diào)控元件與16.8萬余個階段特異性調(diào)控元件，將腦衰老的分子解析從“基因表達(dá)”層面推進(jìn)至“基因調(diào)控”層面。

研究鎖定了靈長類腦衰老的多細(xì)胞“熱點(diǎn)”區(qū)域——腦橋與延髓。揭示了白質(zhì)脆弱性在腦衰老中的核心地位，拓展了傳統(tǒng)“以皮層為中心”的腦衰老研究框架。

尤為重要的是，依托罕見的超高齡“長壽猴”隊列，研究發(fā)現(xiàn)了靈長類腦衰老的非線性軌跡：最劇烈的轉(zhuǎn)錄組重塑發(fā)生在青年向中年的過渡期，而超高齡個體并未沿衰老軌跡“一滑到底”，反而主動啟動了一套“韌性”保護(hù)程序——其神經(jīng)元中自噬、蛋白質(zhì)折疊與神經(jīng)遞質(zhì)分泌相關(guān)基因顯著上調(diào)。這些“長壽開關(guān)”的發(fā)現(xiàn)，為主動干預(yù)衰老、延長健康壽命提供了全新的候選靶點(diǎn)。

研究還揭示了腦衰老與腦組織退行性疾病如人類阿爾茨海默癥、多發(fā)性硬化等遺傳變異與風(fēng)險的關(guān)聯(lián)，為健康衰老的干預(yù)以及重大疫病中老齡人群易發(fā)重癥的診治提供了重要診斷標(biāo)識性分子與藥物新靶點(diǎn)，為人為干預(yù)與治療提供了全新視角。

研究團(tuán)隊通過建立多層次系統(tǒng)解析框架，實(shí)現(xiàn)了從“細(xì)胞構(gòu)成—基因表達(dá)—細(xì)胞對話—基因調(diào)控—疾病關(guān)聯(lián)”的全鏈條解析，克服了以往人類腦衰老研究個體差異大、晚期樣本難以獲取的局限，將腦衰老研究從單一腦區(qū)、單一組學(xué)、靜態(tài)橫斷面的傳統(tǒng)模式，推進(jìn)到多腦區(qū)聯(lián)動、多組學(xué)貫通、全生命周期動態(tài)追蹤的系統(tǒng)層面，標(biāo)志著靈長類腦衰老研究范式的升級。