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如果说Human Genome Project绘制了生命的基因蓝图,Human Cell Atlas定义了人体细胞图谱,那么今天,一个更加宏大的问题正在被回答 – 人体究竟是如何衰老的?
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2026年6月11日,Cell以封面文章(Cover Story)形式发表题为 Charting Human Cellular Senescence in Aging and Disease 的评论文章。该文由美国NIH Cellular Senescence Network (SenNet)联盟的科学家共同撰写,由耶鲁大学Harold Hodgkinson讲席教授樊荣担任联系通讯作者。这篇文章不仅是对近年来细胞衰老领域发展的总结,更标志着SenNet联盟首批主要成果正式亮相。伴随评论文章同期发表的,是涵盖Cell、Molecular Cell、Cell Genomics、Nature Genetics、Nature Aging以及Cell Press新创刊期刊Cell Press Blue等多家期刊的一系列研究论文,共同描绘出迄今最系统、最全面的人类细胞衰老图谱。
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从“衰老细胞”到“衰老图谱”
自1961年Hayflick首次发现细胞存在有限分裂次数以来,细胞衰老(cellular senescence)一直被认为是衰老生物学的核心机制之一。这些细胞停止增殖,却并未死亡,而是持续释放大量炎症因子、生长因子和代谢分子,形成著名的SASP(Senescence-Associated Secretory Phenotype)。过去二十年中,大量动物实验显示,清除衰老细胞能够延长寿命、改善器官功能,甚至逆转部分年龄相关疾病。然而,一个最基本的问题始终没有得到回答:在人体器官和组织里,究竟哪些细胞会衰老?这些细胞位于哪里?它们如何影响周围的细胞功能?又如何随着年龄增长而发生变化?“我们对衰老细胞在人体中的真实分布仍知之甚少。”樊荣教授表示。“如果没有人体尺度的系统图谱,我们很难真正理解衰老细胞在健康和疾病中的作用,更谈不上开发精准干预策略。” 正是在这样的背景下,NIH于2021年启动SenNet计划,希望建立首个覆盖全身器官的人类衰老细胞参考图谱。
SenNet:绘制人类衰老版‘Human Cell Atlas’
SenNet汇聚了美国十余所顶尖研究机构的数百名科学家,目标是利用单细胞组学、空间组学、多组学整合以及人工智能分析等前沿技术,系统解析人体衰老细胞的组成、状态和空间组织规律。与传统研究关注单个基因或单种组织不同,SenNet试图回答的是一个直接和人体相关的全局性问题:细胞衰老在人体不同器官中是否遵循完全一样的时间空间规律?答案似乎是否定的。
此次Cell评论文章提出了一个新的核心概念——Senotype(衰老表型)。研究人员发现,衰老并非单一状态,而是一系列高度异质化的细胞状态。不同组织、不同细胞类型、不同疾病环境下形成的衰老细胞,可能拥有完全不同的分子特征和生物学功能。因此,理解衰老的关键不再是寻找一个“万能衰老标志物”,而是建立不同Senotype的系统分类体系。
耶鲁团队揭示人类免疫系统如何衰老
此次系列成果也包括来自耶鲁大学樊荣团队报道的人体免疫器官细胞衰老谱图。6月8日,Cell Press旗下新期刊Cell Press Blue发表了题为:A Spatial Multi-Omics Atlas of Immunosenescence Reveals Germinal Center B Cell Dysfunction in Human Lymph Nodes 的研究论文。这是目前全球首个针对人类免疫系统衰老的大规模空间多组学图谱。研究团队分析了年龄跨度从5岁到86岁的淋巴结样本,通过整合空间转录组、空间表观组、空间蛋白组以及代谢组信息,系统刻画了免疫衰老在组织中的发生过程。最令人意外的发现来自B细胞。研究发现,随着年龄增长,部分生发中心(germinal center)内部逐渐形成由衰老样B细胞构成的局部聚集区。研究团队将其称为“SenSpots”。这些区域表现出明显的炎症和功能障碍特征,可能影响抗体产生和疫苗应答能力。然而,研究人员同时观察到,即使在85岁以上超高龄供体中,大多数淋巴滤泡仍然保持相对正常状态。这一发现传递出一个积极信号:即使在高龄阶段,人类免疫系统依然保留相当程度的功能储备。
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从大脑到肝脏:衰老的面貌并不相同
如果说免疫系统展示了衰老的空间聚集特征,那么大脑则呈现出完全不同的景象。来自Columbia University和New York Genome Center的研究团队构建了人类前额叶皮层衰老图谱,发现星形胶质细胞和内皮细胞中存在显著年龄相关衰老程序,而不同脑区和不同皮层层次之间又表现出明显差异。另一项研究进一步将这些细胞层面的变化与脑影像学特征联系起来,首次在人脑尺度上建立了细胞衰老与脑结构退化之间的关联。与此同时,Washington University团队在人类肝脏中发现了多种截然不同的衰老细胞亚群,包括肝细胞、成纤维细胞以及免疫细胞中的不同Senotype。这些发现共同表明:细胞衰老是一个时间空间高度异质性的过程。不同组织拥有各自独特的衰老轨迹和分子程序。
AI开始帮助定义“什么是衰老细胞”
除了图谱构建之外,SenNet另一项重要成果是建立统一的衰老细胞参考框架。在同期发表的Molecular Cell论文中,研究团队发布了名为SenCat(Senescence Catalog)的多组学数据库。该数据库整合了30余种衰老模型和多个细胞类型的数据,构成迄今最全面的人类衰老细胞资源库。研究人员进一步利用人工智能算法训练新的衰老识别模型,希望能够像识别人脸一样识别衰老细胞。未来,这些工具有望帮助研究人员在复杂组织中更加准确地发现稀有衰老细胞群体。
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从衰老图谱走向精准干预
对于整个领域而言,SenNet最大的意义或许并不只是生成海量数据。更重要的是,它正在改变人们对于衰老本身的理解。过去,人们习惯把衰老细胞看作统一的治疗靶点;而现在越来越多证据表明,某些衰老细胞可能促进疾病,而另一些则参与组织修复甚至发挥保护作用。因此,未来抗衰老治疗的发展方向,很可能不是简单清除所有衰老细胞,而是精准识别和靶向那些真正有害的Senotype。正如评论文章所指出的那样,建立人类衰老细胞图谱的最终目标,并非仅仅为了描述衰老,而是为了实现预测衰老、干预衰老,并最终延长健康寿命。
Human Genome Project让人类读懂了自己的遗传密码。Human Cell Atlas让人类认识了自己的细胞组成。而如今,SenNet正在尝试回答另一个终极问题:人类为何衰老,又能否更健康地老去。
原文链接:https://www.cell.com/cell/fulltext/S0092-8674(26)00587-8;https://www.cell.com/molecular-cell/fulltext/S1097-2765(26)00323-0;
https://www.cell.com/cell-press-blue/fulltext/S3051-3839(26)00051-4
制版人: 十一
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