我科學家詳解心肺衰老細胞分子變化規律

有助於揭示老年個體易感新冠病毒的分子機制

我國科學家以食蟹猴為研究對象，基於高通量單細胞核轉錄組測序技術，首次繪製了年輕和年老非人靈長類心肺組織的單細胞核轉錄組圖譜，同時結合來源於對應個體的主動脈單細胞轉錄組數據，對整個呼吸系統和心血管系統衰老的細胞分子變化規律進行了詳細解析。這一成果將有助於科學家揭示老年個體對新冠病毒易感的機制，並有針對性地實施臨牀預防和治療措施。

這一研究是由中國科學院動物研究所劉光慧研究組、中國科學院北京基因組研究所張維綺研究組和中國科學院動物研究所宋默識研究組合作完成的，日前在線發表於學術期刊《細胞研究》上。

劉光慧解釋，心肺系統如肺臟、心臟和血管等是新冠病毒感染的主要靶標。因此，新型冠狀病毒肺炎患者多表現為呼吸急促、缺氧、心臟和血管功能受損等心肺系統相關的一系列症狀，且在老年羣體中尤為嚴重。最新研究表明，與人類具有最近親緣關係的非人靈長類動物可以被新型冠狀病毒感染，且老年動物表現為與老年人類似的高易感性。因此，以非人靈長類動物為模型研究心肺衰老的細胞分子機制及其對新型冠狀病毒易感性的影響，將具有重要的科學意義。

研究人員在食蟹猴的單細胞圖譜的數據分析中發現，細胞特異性的炎症反應增加和病毒防禦功能受損是非人靈長類心肺衰老的重要特徵。一方面，肥大細胞、漿細胞和CD8+T細胞等炎症相關細胞類型在年老個體的肺組織中積累。另一方面，心肺系統，尤其是肺組織的衰老表現為駐留的免疫細胞過度活化，以及免疫細胞與基質細胞的炎性互作增強。更為重要的是，隨着年齡的增加，新型冠狀病毒受體ACE2的陽性細胞數目或ACE2的表達量在肺泡上皮細胞、心肌細胞和血管內皮細胞中增加。這些發現為增齡伴隨的新冠病毒易感性增加提供了科學依據。

進一步的研究發現，炎性因子白介素7（IL7）是介導衰老過程中新冠病毒受體ACE2表達上調的驅動力之一，而一種常見的衰老幹預藥物維生素C可有效抑制IL7誘導的ACE2的表達上調。

這些研究成果為闡明老年羣體中新冠肺炎高發病率和高重症率的機制提供了線索，為增強老年個體對新冠病毒的抵抗力提供了潛在的分子靶標和干預策略，也為針對老年羣體新冠病毒感染的精準防治提供了重要的思路和策略。