网易首页 > 网易号 > 正文 申请入驻

npj Aging:细胞衰老大不一样,最新研究揭开衰老细胞的异质性

0
分享至

细胞衰老是衰老及多种慢性疾病的重要病理机制,但“衰老细胞”并不是一种高度同质化的细胞状态。不同细胞类型、诱导因素以及衰老阶段均可能形成不同的形态、转录和功能特征,因此仅依赖SA-β-Gal、p16或p21等单一指标,很难完整描述衰老状态。尤其对于Senolytics(抗衰老药物)开发而言,不同来源、不同机制的衰老细胞可能对药物产生截然不同的反应。

近日,来自德国大型跨国药企勃林格殷格翰的研究团队在npj Aging杂志发表题为“Deciphering senescence-associated mechanisms through cell painting & transcriptomics"的文章。

该研究以原代人皮肤成纤维细胞(DF)和肺成纤维细胞(LF)为模型,联合高内涵细胞全景绘图(Cell Painting)和转录组学,系统解析复制性衰老、药物诱导衰老、静息状态及Senolytic处理后的细胞表型,建立了更加精细的衰老异质性分析体系。



研究人员首先选择原代人正常真皮成纤维细胞和肺成纤维细胞,通过持续传代的方式建立复制性衰老模型,同时利用不同化合物诱导不同类型的细胞周期停滞。其中,bleomycin和palbociclib最终被选作具有明显衰老样特征的诱导条件,而rapamycin主要形成可逆性的静息样状态;nocodazole在重复实验中未能稳定形成衰老表型,因此被排除在后续分析之外。通过活细胞成像、增殖能力和SA-β-Gal等指标验证模型,并进一步加入BCL-2通路抑制剂navitoclax(ABT-263)观察Senolytic反应,从而构建了“增殖—静息—衰老—药物清除”的比较体系。



随后对上述模型进行高内涵Cell Painting分析,在超过 140万个细胞中提取约4700–5500个细胞形态特征,并通过PCA、UMAP和聚类分析解析细胞群体。结果发现,不同处理条件能够形成具有明显差异的形态学亚群,其中部分细胞群表现出典型的衰老特征,包括细胞体积增大、细胞核增大以及核染色强度降低;rapamycin处理则形成具有特殊线粒体特征的静息样细胞群。更重要的是,Cell Painting不仅能够区分不同细胞状态,还能识别Senolytic处理后细胞群组成发生的变化,说明单纯依靠细胞形态信息即可捕获部分衰老及药物反应特征。

进一步研究发现,复制性衰老和化学诱导衰老虽然都表现出低增殖能力及衰老相关表型,但其细胞形态和分子特征并不完全一致。特别是在重复实验中,nocodazole处理的细胞仍保持增殖性表型,因此作者没有简单地依据药物名称将其定义为“衰老”。同时,不同成纤维细胞之间也存在差异:真皮和肺成纤维细胞可以出现形态相似的衰老相关细胞群,但其具体特征和丰度并不完全相同。这一结果表明,“senescence”更像是一组相互关联但并不完全相同的细胞状态,而不是单一、固定的表型。

研究人员紧接着进行了bulk RNA-seq,转录组分析能够将衰老样处理与对照和静息样状态区分开,并且复制性衰老和bleomycin、palbociclib诱导的衰老与经典的成纤维细胞衰老特征具有较好的一致性。然而,当研究人员采用更接近体内衰老的 SenMayo gene set进行分析时,化学诱导衰老仅表现出部分富集,而复制性衰老甚至没有明显富集;此外,CDKN1A和MKI67呈现预期变化,但CDKN2A并未在这些衰老条件下出现预期的明显变化。这说明经典衰老标志物和体内衰老特征不能简单等同于所有体外衰老模型。

此外,研究人员还利用MOFA整合细胞形态与基因表达数据,从两种成纤维细胞中提取能够同时解释两类数据变化的潜在因子。最终识别出多个具有明确生物学含义的潜在因子(latent factors),包括代表广义衰老状态的 senescence factor(SF)、特异性反映复制性衰老的 replicative senescence factor(RsF)、静息相关因子(QF)、诱导剂特异性因子(IsF)以及Senolytic反应因子(SrF)。这些因子说明,传统意义上的“衰老”实际上可以进一步拆解为多个具有不同形态和转录基础的亚状态。



最后,研究人员比较了SF和RsF,发现RsF主要在接近复制极限的细胞中激活,因此能够从广义的衰老状态中进一步识别出复制性衰老。值得注意的是,这种复制性衰老特征在真皮成纤维细胞中对应一个相对独立的细胞群,而在肺成纤维细胞中则与一般衰老细胞群更加难以区分。与此同时,RsF涉及的通路也存在细胞类型差异:真皮成纤维细胞主要表现为趋化因子信号下降,而肺成纤维细胞则更突出mRNA加工相关过程。由此说明,即使都是复制性衰老,其底层生物学程序也可能受到细胞来源的显著影响。

总而言之,该研究建立了一套结合 Cell Painting、转录组学和MOFA多组学分析的细胞衰老表型解析框架。研究表明,Cell Painting能够在单细胞水平区分增殖、静息、衰老以及Senolytic响应状态,而与转录组联合后,可以进一步识别广义衰老、复制性衰老、静息和Senolytic响应等不同潜在生物学程序。

参考文献:

https://www.nature.com/articles/s41467-026-77760-1

声明:个人原创,仅供参考

特别声明:以上内容(如有图片或视频亦包括在内)为自媒体平台“网易号”用户上传并发布,本平台仅提供信息存储服务。

Notice: The content above (including the pictures and videos if any) is uploaded and posted by a user of NetEase Hao, which is a social media platform and only provides information storage services.

相关推荐
热点推荐
小蜘蛛:我为世界杯期间的言论道歉,换作我是球迷也会生气

小蜘蛛:我为世界杯期间的言论道歉,换作我是球迷也会生气

懂球帝
2026-10-25 06:07:18
莫高窟发现《将进酒》原版,下笔之狂令人叹息:我再也不喜欢李白了!

莫高窟发现《将进酒》原版,下笔之狂令人叹息:我再也不喜欢李白了!

搜史君
2026-10-22 06:45:22
78岁王刚:儿子才18岁,他不敢退休不敢老

78岁王刚:儿子才18岁,他不敢退休不敢老

细品名人
2026-10-22 16:23:45
智力障碍女子325万拆迁款遭前夫起诉分走130万,女子回应:“双方认识一两天领证,2个月闪离,两人手都没牵过”

智力障碍女子325万拆迁款遭前夫起诉分走130万,女子回应:“双方认识一两天领证,2个月闪离,两人手都没牵过”

大风新闻
2026-10-24 16:37:06
人民币汇率,创4年新高!

人民币汇率,创4年新高!

证券时报
2026-10-24 19:35:16
虽说阿姨有30多岁了,但是这样打扮一下反而比年轻的女生更有魅力

虽说阿姨有30多岁了,但是这样打扮一下反而比年轻的女生更有魅力

美女穿搭分享
2026-09-06 09:40:17
马斯克大胆预测:只要不受监管限制,特斯拉终将主导全球客运市场

马斯克大胆预测:只要不受监管限制,特斯拉终将主导全球客运市场

IT之家
2026-10-23 07:32:04
4女共侍1夫仅皮毛!知名男星再曝富豪圈猛料,送妻招呼朋友

4女共侍1夫仅皮毛!知名男星再曝富豪圈猛料,送妻招呼朋友

叨唠
2026-10-25 06:00:25
美前印太司令曾警告:若中国武统台,美将摧毁中方火箭军与核武库

美前印太司令曾警告:若中国武统台,美将摧毁中方火箭军与核武库

温读史
2026-10-25 10:52:39
宁网见证莱巴成长决赛首迎顶级对决,孙心然冲冠对手赛前已认输

宁网见证莱巴成长决赛首迎顶级对决,孙心然冲冠对手赛前已认输

网球之家
2026-10-25 09:55:51
20年来头一遭!北约成员国用最高规格接待中国外长,信号强烈

20年来头一遭!北约成员国用最高规格接待中国外长,信号强烈

春风笑语
2026-10-24 09:43:40
女主播在缅甸视频流出:状态涣散,眼神无助,可惜了这么好的身材

女主播在缅甸视频流出:状态涣散,眼神无助,可惜了这么好的身材

皮蛋儿电影
2026-09-23 10:51:15
8年前,马哈蒂尔叫停了中马铁路合同转向日本,拒绝赔付中国361亿,2026年这条铁路进度达93%,最后结局反转得连狗血剧本都不敢这么写

8年前,马哈蒂尔叫停了中马铁路合同转向日本,拒绝赔付中国361亿,2026年这条铁路进度达93%,最后结局反转得连狗血剧本都不敢这么写

扶苏聊历史
2026-10-22 14:37:54
调整!孙心然冲冠赛程有变,对手自曝甘拜下风,夺冠将创诸多纪录

调整!孙心然冲冠赛程有变,对手自曝甘拜下风,夺冠将创诸多纪录

大秦壁虎白话体育
2026-10-25 00:17:10
体操世锦赛更新!诞生12枚奖牌,中国狂揽4枚,首位双冠王出炉

体操世锦赛更新!诞生12枚奖牌,中国狂揽4枚,首位双冠王出炉

林子说事
2026-10-24 12:57:00
金球奖前评委:2018年我的投票顺序被颠倒,官方称是人为失误

金球奖前评委:2018年我的投票顺序被颠倒,官方称是人为失误

懂球帝
2026-10-25 00:51:14
太爽了!中国公开“耍流氓”,美国气的火冒三丈

太爽了!中国公开“耍流氓”,美国气的火冒三丈

果妈聊娱乐
2026-10-24 14:36:43
奔驰新车官宣:11月5日,正式上市!

奔驰新车官宣:11月5日,正式上市!

科技堡垒
2026-10-25 11:04:22
为某界说句公道话!

为某界说句公道话!

胜研集
2026-10-23 11:03:48
重庆原市长黄奇帆被查:退休不是平安着陆,一记振聋发聩的反腐警钟

重庆原市长黄奇帆被查:退休不是平安着陆,一记振聋发聩的反腐警钟

十为先生
2026-10-25 10:56:32
2026-10-25 12:03:00
iNature前沿 incentive-icons
iNature前沿
专注科学动态、传递科普信息
4204文章数 61256关注度
往期回顾 全部

科技要闻

苹果首款折叠屏没能养肥黄牛

头条要闻

小鹏X9出事故安全气囊一个都没弹出 售后:撞的点位不对

头条要闻

小鹏X9出事故安全气囊一个都没弹出 售后:撞的点位不对

体育要闻

从乐透秀到总冠军再到没工作 一共要几年?

娱乐要闻

李连杰回应抛妻弃女传闻,透露四个女儿关系

财经要闻

手机洗牌:华为苹果守住了 小米OV换打法

汽车要闻

大众安徽与众09正式上市 双十一权益价16.99万起

态度原创

本地
健康
数码
公开课
军事航空

本地新闻

这么近,那么美,周末赴贺州丨大湾区后花园

痘痘能根治吗?皮肤科医生说实话

数码要闻

苹果测试大尺寸折叠iPad 设计或参考华为MateBook Fold

公开课

李玫瑾:为什么性格比能力更重要?

军事要闻

辽宁舰编队远海训练细节首度披露

无障碍浏览 进入关怀版