找出人老珠黃的幫兇與克星

劉如楠

新研究繪制出了人皮膚老化的單細胞轉錄圖譜，揭示了皮膚衰老的分子機制，并發現了兩個促進皮膚細胞增殖、減輕炎癥、抑制衰老的關鍵因子。

11月25日，中科院動物研究所與合作團隊為干預皮膚衰老帶來了新策略，其發表于《發育細胞》的一項研究，繪制出了人皮膚老化的單細胞轉錄圖譜，揭示了皮膚衰老的分子機制，并發現了兩個促進皮膚細胞增殖、減輕炎癥、抑制衰老的關鍵因子。此外，他們還研究發現，天然化合物槲皮素能夠延緩人真皮成纖維細胞衰老。

皮膚由表皮、真皮和皮下組織三層結構組成。最外層的表皮是抵御外部環境的物理屏障，其下的真皮層中成纖維細胞使皮膚富有彈性;皮下組織則連接著皮膚和肌肉，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、中科院動物研究所研究員曲靜說。

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。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，隨著年齡增加，皮膚厚度明顯變薄、真皮膠原密度降低。隨后，研究人員利用單細胞轉錄組測序，繪制了不同年齡段、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。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，即表皮干細胞。

通過轉錄組分析，該研究發現，包含表皮干細胞的表皮基底細胞具有較高的異質性，可分為6個細胞亞群。相比于年輕個體，年老個體皮膚組織炎癥反應增加、上皮維持能力降低。

此外，由于眼瞼皮膚處于日常陽光的照射下，多種衰老皮膚細胞的基因表達特征呈現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，光損傷和慢性炎癥可能是眼部皮膚衰老的重要誘因。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布。研究人員通過實驗觀察發現，它可以回調紫外線刺激下HES1表達的降低，增強細胞的增殖能力，延緩細胞衰老。這與課題組之前的研究結果——槲皮素延緩人早衰癥間充質干細胞衰老，以及延長小鼠健康壽命的發現具有一致性。