成功案例(IF15.7)|snRNA-seq+snATAC-seq聯(lián)合,解碼肌少癥的細胞衰老與SASP調(diào)控網(wǎng)絡(luò)

文章信息

文章標(biāo)題:衰老人類骨骼肌的多組學(xué)與細胞衰老分析揭示Maraviroc可作為肌少癥的衰老干預(yù)策略

發(fā)表期刊:Nature Communications

影響因子:15.7

組學(xué)技術(shù):單細胞轉(zhuǎn)錄組、單細胞ATAC、轉(zhuǎn)錄組、CUT&RUN

研究背景

細胞衰老是機體衰老的核心標(biāo)志,其特征為不可逆細胞周期停滯、抗凋亡能力增強及衰老相關(guān)分泌表型(SASP),而 SASP 可通過旁分泌引發(fā)慢性炎癥、纖維化并破壞組織微環(huán)境,驅(qū)動年齡相關(guān)疾病,不過目前細胞衰老如何具體驅(qū)動人類骨骼肌衰老的機制仍不明確。此前研究多依賴小鼠模型,缺乏人類骨骼肌衰老的單細胞 / 核水平細胞圖譜,也未明確衰老細胞對微環(huán)境的主動調(diào)控作用,更缺乏從人類樣本中篩選出的肌少癥臨床治療靶點與藥物,這些研究空白共同構(gòu)成了本研究的背景,亟需通過多組學(xué)等技術(shù)填補以解析骨骼肌衰老機制并開發(fā)干預(yù)策略。

研究路線

研究結(jié)論

本研究通過snRNA-seq+snATAC-seq、bulk RNA-seq 及CUT&RUN-seq等多組學(xué)技術(shù),首次繪制了人類骨骼肌衰老的細胞衰老圖譜,明確12種細胞中,老年組MuSCs、FAPs、內(nèi)皮細胞及平滑肌細胞的衰老比例顯著升高;擬時序分析進一步揭示了不同細胞類型的衰老動態(tài)軌跡;同時解析了衰老相關(guān)分泌表型(SASP)的異質(zhì)性特征;通過細胞通訊分析發(fā)現(xiàn)老年組SASP介導(dǎo)的細胞互作強度增強;此外,作者證實CCR5拮抗劑Maraviroc(MVC)可作為有效的衰老干預(yù)藥物;還通過CUT&RUN-seq等技術(shù)明確AP-1家族轉(zhuǎn)錄因子JUNB是SASP激活的核心調(diào)控因子。綜上,該研究闡明了人類骨骼肌衰老的細胞與分子機制,為肌少癥的衰老干預(yù)治療提供了新靶點(JUNB、CCR5)與候選藥物(MVC)。

研究結(jié)果

圖1.人類肌肉衰老圖譜的多組學(xué)定位
圖2.人類肌肉中細胞衰老的異質(zhì)性與動態(tài)變化
圖3.衰老細胞中的 SASP 圖譜與功能
圖4.定義調(diào)控人類肌肉衰老狀態(tài)與 SASP 誘導(dǎo)的轉(zhuǎn)錄因子
圖5.JUNB 通過增強子調(diào)控激活衰老肌源性干細胞(MuSCs)的 SASP 誘導(dǎo)
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