衰老会导致器官结构和细胞功能发生不均衡变化，不仅扰乱了分子调控网络，也深刻影响了细胞在器官内的空间分布和相互作用。但目前，我们对衰老如何影响机体衰退仍缺乏了解。
中国科学院动物研究所与多家单位合作，绘制出了一份涉及全身多个器官的详细“器官衰老空间地图”，发现免疫球蛋白（即抗体）在衰老过程中的异常积累是机体衰老的主要元凶之一。
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建立衰老“空间导航图”
在这项研究中，研究人员对小鼠九种器官上面数百万个微小的空间区域（仅有25×25微米，相当于1~2个细胞大小）进行了详细分析，定位了超过70种不同细胞类型在器官中的分布情况。
▲衰老脾脏边缘区结构破坏、白髓细胞身份丢失
通过一种全新的分析方法，研究人员发现随着衰老的进程，器官内部的结构分布会逐渐混乱，用于区分不同细胞类型的身份信号特征也在渐渐模糊甚至消失。比如，衰老会导致脾脏重要结构受损、淋巴细胞的存储库减少，肝小叶的不同功能分区也会失去原有的秩序，这些变化可能是器官功能减弱的原因。
02
识别“衰老敏感区域”
不同的组织器官哪里最容易受到衰老影响？搞清楚这个问题，科学家们就可以研发更具有靶向性质的干预策略，进而为延缓衰老和治疗衰老相关疾病提供精准支撑。
研究人员通过建立算法模型，识别和鉴定出了不同器官中最容易受到衰老影响的区域，即Senescence-sensitive Spots（SSS），并发现能够产生抗体的细胞密集分布在这些“衰老敏感区”中，而且越靠近这些敏感区域的细胞，免疫球蛋白基因的表达水平越高。
▲衰老器官中的衰老敏感区域
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寻找新型“衰老标志物”
免疫球蛋白的主要功能是识别和中和外来物质，包括中和毒素、标记病原体等。其中，免疫球蛋白G（IgG）是五种主要类型的免疫球蛋白之一，为血清中含量最多的免疫球蛋白，占总免疫球蛋白的大约75%，在疾病发生、发展以及治疗过程中发挥关键作用。
研究发现，随着衰老进程， IgG会在多个器官内积累，并且不但在小鼠中，在人类多个器官的衰老过程中也发现了这种现象，进一步表明了IgG是一种跨物种保守的衰老生物标志物。
▲IgG在老年人的脑组织中积累
研究人员发现，IgG不仅会直接加速人体和小鼠的免疫细胞衰老，还会使其释放炎症因子，引发其他细胞的老化反应，说明IgG还是介导细胞之间衰老的一个“传染源”。
实验中，科学家将IgG直接注射到年轻小鼠体内，结果也引发了它们全身多个器官的衰老现象。
▲IgG诱导巨噬细胞表达衰老标志内源性逆转录病毒蛋白
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开发延缓衰老的干预策略
高效且安全地干预衰老及其相关疾病是衰老研究的终极目标。基于以上研究，研究人员开发了可有效降低小鼠体内IgG含量的干预手段，并且发现IgG含量降低有效地延缓了小鼠多个器官的衰老过程。
这项研究首次绘制了哺乳动物多器官衰老的空间地图，揭示了组织结构紊乱和细胞身份丢失是衰老的关键标志，并精确定位了衰老敏感的核心区域及微环境特征。研究提出的免疫球蛋白相关衰老表型（Immunoglobin-associated Senescence Phenotype，简称IASP）不仅拓展了衰老科学的研究疆域，还为延缓衰老及防治相关疾病开辟了新路径。
来源：中国科学院动物研究所
责任编辑：王颖