身體器官如何衰老?器官衰老的模式是什么樣的?其分子基礎又是什么?這些基礎性問題是認識衰老規律和應對衰老相關疾病的關鍵。獼猴在生理、代謝、衰老表型等方面與人類高度相似,是極具價值的非人靈長類研究模型。然而,關于非人靈長類多組織器官自然衰老過程的多組學基線數據仍較為有限。
中國科學院昆明動物研究所等聯合繪制了一個涵蓋獼猴所有主要器官系統、覆蓋多個分子維度的自然衰老基線圖譜,并揭示了器官衰老呈顯著異步等重要分子特征,為理解非人靈長類以及人類的器官衰老模式和可能機制提供了研究和認識框架。
研究基于17只3歲—27歲的雌性獼猴,系統采集了包括大腦、心血管、免疫系統、生殖系統、肝腎、皮膚及多段消化道在內的30個主要器官樣本,測定并分析了其轉錄組、蛋白質組和代謝組等三種不同分子維度的組學數據。結果發現,獼猴各器官的衰老進程具有高度異步性:胸腺、脾臟、胃腸道、脂肪、腎臟、卵巢等12個器官衰老速度較快;而大腦、肌肉、肝臟、皮膚、腎上腺等11個器官衰老相對緩慢。這一差異不僅存在于分子水平,也通過檢測部分代表性組織樣本的組織結構和細胞老化標志物得到證實。研究結果表明,身體各組織器官的衰老并非勻速,一些器官可能率先發生老化,從而影響整體衰老狀態。
研究還進一步揭示了導致器官衰老差異的關鍵分子特征。快衰老器官中,mRNA的“翻譯效率”隨年齡明顯下降,而慢衰老器官中則較為穩定。翻譯效率是細胞將mRNA轉化為蛋白質的能力,是維持組織功能的核心過程。上述發現提示,翻譯效率下降可能是導致器官衰老不同步的重要分子基礎,為未來的抗衰干預提供新的切入點。跨物種比較分析進一步顯示,獼猴與人類在衰老過程中均存在炎癥水平顯著增加等關鍵分子變化特征,凸顯了獼猴作為人類衰老研究模型的重要價值。
該研究整合多個維度系統,描繪總結了獼猴主要組織器官自然衰老過程的分子變化模式和規律,揭示翻譯效率下降可能是器官衰老異步的關鍵因素,為理解“器官是否會同步衰老”及“器官衰老為什么不同步”提供了新認識,也為人類衰老研究建立了重要的非人靈長類多器官衰老基線和參照系。
相關研究成果以A multi-omics molecular landscape of 30 tissues in aging female rhesus macaques為題,發表在《自然-方法》(Nature Methods)上。研究工作得到國家重點研發計劃、中國科學院穩定支持基礎研究領域青年團隊計劃、國家自然科學基金等的支持。
論文鏈接
研究繪制非人靈長類多器官衰老分子圖譜
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