【為什麼會「人老珠黃」?[思考]研究揭示人皮膚衰老的分子機制】
皺紋、鬆弛、乾燥、暗沉……歲月在皮膚上留下的痕迹令人煩惱,還可能帶來一系列增齡伴隨的皮膚疾病。據估計,超過80%的老年人有不同程度的皮膚問題困擾,從發病率高、危險性低的乾性濕疹到威脅生命的黑色素瘤、鱗狀細胞癌不等。

11月25日,中國科學院動物研究所與合作單位在線發表于《發育細胞》的一項研究,繪製出人皮膚老化的單細胞轉錄圖譜,揭示出皮膚衰老的分子機制,並發現了2個促進皮膚細胞增殖、減輕炎症、抑制衰老的關鍵因子。而一種天然化合物——槲皮素,能夠延緩人真皮成纖維細胞衰老,這為干預皮膚衰老提供了新策略。

薄薄一張皮,細胞類型十幾種

看似薄薄的皮膚,實則由表皮、真皮和皮下組織三層結構組成。最外層的表皮是抵禦外部環境的物理屏障;表皮之下是真皮層,這裏的成纖維細胞使皮膚富有彈性;皮下組織連接著皮膚和肌肉,使皮膚具有一定的活動能力。

「每層結構中,都有著不同類型的細胞,三層加起來可多達十幾種,每種又可進一步細分。這種高度的異質性,使傳統技術難以精確揭示在皮膚衰老過程中,不同細胞類型的變化規律和分子機制。」本文通訊作者之一、中科院動物所研究員曲靜告訴《中國科學報》。

面部皮膚容易衰老,而眼周皮膚又是其中最薄、最脆弱的部位之一。在該項研究中,研究人員與醫院合作,分別獲取了20歲左右、40多歲、70多歲三組女性的正常眼瞼皮膚樣品。

通過組織形態分析發現,隨著年齡的增加,皮膚厚度明顯變薄、真皮膠原密度降低。而後,研究人員利用單細胞轉錄組測序,繪製了不同年齡段,多種皮膚細胞類型的基因表達圖譜,包括表皮基底細胞、有棘細胞、顆粒細胞、黑色素細胞和成纖維細胞等。

重要誘因:太陽光

在表皮深處,有一類具有自我擴增能力,可分化為表皮中多種功能細胞的細胞類群,即表皮幹細胞。它是否受皮膚老化的影響、如何受影響等問題目前尚不清楚。

通過轉錄組分析,該研究發現,包含表皮幹細胞的表皮基底細胞具有較高的異質性,並可被分為6個細胞亞群。相比于年輕個體,年老個體皮膚組織表現出炎症反應的增加和上皮維持能力的降低。

此外,由於眼瞼皮膚處於日常陽光的照射下,多種衰老皮膚細胞的基因表達特徵呈現DNA修復能力的降低以及生物大分子損傷的增加。

以上結果表明,光損傷和慢性炎症可能是眼部皮膚衰老的重要誘因。

「通過對不同年齡組各種細胞類群的比較分析,我們發現中年組跟老年組的轉錄組特徵已較為接近,而與年輕組相比,差異較大。也就是說,眼部皮膚在中年時期已經發生了顯著的衰老相關基因表達變化。」曲靜說。

抗老利器:槲皮素

曲靜介紹,進一步的研究發現,兩種生長控制轉錄因子,即表皮基底細胞中的KLF6、真皮成纖維細胞中的HES1的下調是引發皮膚衰老的驅動力。如果敲低它們,便可加速細胞衰老。而在老年組的原代真皮成纖維細胞中激活HES1,則可延緩細胞衰老。這提示著,HES1可能具有干預皮膚衰老的活性。

「槲皮素是一種具有多種生物活性的黃酮醇類天然化合物,在洋蔥、萵筍、蘋果等蔬果中都有分佈。通過向年老組的真皮成纖維細胞中添加槲皮素,能夠增強細胞增殖能力,延緩細胞衰老。」本文通訊作者之一、中科院北京基因組所(國家生物信息中心)研究員張維綺說。

這與課題組此前的研究結果,槲皮素延緩人早衰症間充質幹細胞衰老,以及延長小鼠健康壽命的發現具有一致性。

「我們描繪了人類眼部皮膚衰老的單細胞轉錄組圖譜,系統地解析了人類皮膚中多種細胞類型的衰老規律。這為延緩皮膚衰老、防治相關疾病提供了潛在干預靶點和途徑。」張維綺說。

她表示,後續將繼續探究生長控制轉錄因子的調控策略,篩選更多具有延緩皮膚衰老作用的小分子,為相關疾病防治提供依據。

相關論文信息:http://t.cn/A6G3OIvw
http://t.cn/A6G3OIvP

LINE it!
回頁頂