我科学家详解心肺衰老细胞分子变化规律

有助于揭示老年个体易感新冠病毒的分子机制

我国科学家以食蟹猴为研究对象，基于高通量单细胞核转录组测序技术，首次绘制了年轻和年老非人灵长类心肺组织的单细胞核转录组图谱，同时结合来源于对应个体的主动脉单细胞转录组数据，对整个呼吸系统和心血管系统衰老的细胞分子变化规律进行了详细解析。这一成果将有助于科学家揭示老年个体对新冠病毒易感的机制，并有针对性地实施临床预防和治疗措施。

这一研究是由中国科学院动物研究所刘光慧研究组、中国科学院北京基因组研究所张维绮研究组和中国科学院动物研究所宋默识研究组合作完成的，日前在线发表于学术期刊《细胞研究》上。

刘光慧解释，心肺系统如肺脏、心脏和血管等是新冠病毒感染的主要靶标。因此，新型冠状病毒肺炎患者多表现为呼吸急促、缺氧、心脏和血管功能受损等心肺系统相关的一系列症状，且在老年群体中尤为严重。最新研究表明，与人类具有最近亲缘关系的非人灵长类动物可以被新型冠状病毒感染，且老年动物表现为与老年人类似的高易感性。因此，以非人灵长类动物为模型研究心肺衰老的细胞分子机制及其对新型冠状病毒易感性的影响，将具有重要的科学意义。

研究人员在食蟹猴的单细胞图谱的数据分析中发现，细胞特异性的炎症反应增加和病毒防御功能受损是非人灵长类心肺衰老的重要特征。一方面，肥大细胞、浆细胞和CD8+T细胞等炎症相关细胞类型在年老个体的肺组织中积累。另一方面，心肺系统，尤其是肺组织的衰老表现为驻留的免疫细胞过度活化，以及免疫细胞与基质细胞的炎性互作增强。更为重要的是，随着年龄的增加，新型冠状病毒受体ACE2的阳性细胞数目或ACE2的表达量在肺泡上皮细胞、心肌细胞和血管内皮细胞中增加。这些发现为增龄伴随的新冠病毒易感性增加提供了科学依据。

进一步的研究发现，炎性因子白介素7（IL7）是介导衰老过程中新冠病毒受体ACE2表达上调的驱动力之一，而一种常见的衰老干预药物维生素C可有效抑制IL7诱导的ACE2的表达上调。

这些研究成果为阐明老年群体中新冠肺炎高发病率和高重症率的机制提供了线索，为增强老年个体对新冠病毒的抵抗力提供了潜在的分子靶标和干预策略，也为针对老年群体新冠病毒感染的精准防治提供了重要的思路和策略。