靈長類心臟衰老的驅動因素揭示

　　心臟是為人體血液循環提供動力的重要器官，而左心室是心臟將血液泵至全身各處的核心腔室。隨著年齡的增長，左心室結構及功能逐漸衰退，心血管疾病的患病風險增加。

　　心臟是由心肌細胞、成纖維細胞、內皮細胞等多種細胞類型組成的復雜器官，由于不同類型細胞衰老程度存在差異，需要高精度的研究手段加以解析。迄今為止，心臟衰老相關研究多聚焦于嚙齒類動物，人們對靈長類心臟衰老機制的認知非常有限。

　　近日，中國科學院動物研究所/北京干細胞與再生醫學研究院曲靜研究員、馬帥“致一”研究員、劉光慧研究員和北京基因組研究所張維綺研究員合作在 Protein & Cell 期刊發表了題為：Single-nucleus transcriptomics reveals a gatekeeper role for FOXP1 in primate cardiac aging 的研究論文。

　　該研究首次系統解析了靈長類心臟衰老的結構和基因表達改變，發現心肌肥大、纖維化和免疫細胞浸潤是左心室衰老的典型特征，進而揭示轉錄因子FOXP1的下調是心肌衰老的關鍵驅動力，為心臟衰老提供了潛在的標志物和干預靶標。

　　研究人員通過對年輕及年老食蟹猴左心室的形態及組織學分析，發現老年食蟹猴左心室表現出心肌細胞肥大、間質纖維化及炎癥因子升高等表型。在分子水平，一系列衰老標志物發生明顯變化，包括脂褐素累積和p21表達增加，以及核纖層蛋白Lamin B2和異染色質蛋白HP1下調。

　　進而，研究人員在單細胞分辨率解析了心肌細胞、成纖維細胞、內皮細胞、巨噬細胞、T細胞、B細胞等十余種心臟細胞類型的轉錄組變化。結果顯示，心肌細胞對衰老最為敏感，且增齡伴隨著心肌細胞FOXP1轉錄因子顯著下調。在人類多能干細胞衍生的成熟心肌細胞中敲低FOXP1導致細胞加速衰老、體積增大、鈣超載等心肌衰老表型，提示FOXP1的表達降低是靈長類心肌衰老的驅動力之一。

　　該研究在單細胞水平系統揭示了衰老對靈長類左心室不同細胞的影響，發現FOXP1是拮抗心肌衰老的核心轉錄因子。研究為深入理解靈長類心臟衰老的驅動因素，以及臨床評估心臟衰老程度提供了新型生物標志物，為防治衰老相關心臟退行性疾病提供了潛在干預靶標。

圖1. 年老食蟹猴左心室衰老的細胞分子特征

　　中國科學院生物物理研究所博士后張譯元，中國科學院動物研究所博士鄭彥東，首都醫科大學宣武醫院王思研究員為論文的并列第一作者。中國科學院動物研究所/北京干細胞與再生醫學研究院曲靜研究員、馬帥“致一”研究員、劉光慧研究員，中國科學院北京基因組研究所張維綺研究員為共同通訊作者。該研究得到中國科學院動物研究所宋默識研究員的指導，獲得國家自然科學基金委、中國科學院及北京市等項目的資助。