Science：系統(tǒng)解析伴隨衰老的細(xì)胞比例變化與表觀(guān)狀態(tài)的重塑

2026年2月26日發(fā)表在Science，通訊作者是洛克菲勒大學(xué)Junyue Cao和Wei Zhou，論文結(jié)合不同年齡階段（1、5、21月齡）的小鼠21種組織/器官超1千萬(wàn)的單細(xì)胞染色質(zhì)開(kāi)放性測(cè)序（scATAC-seq）系統(tǒng)解析數(shù)百種細(xì)胞類(lèi)型、上千亞型伴隨衰老的比例及其表觀(guān)狀態(tài)變化。

結(jié)構(gòu)化摘要
引言
衰老是許多疾病的主要風(fēng)險(xiǎn)因素。這種關(guān)聯(lián)強(qiáng)調(diào)了針對(duì)衰老過(guò)程本身的療法在延緩或預(yù)防與年齡相關(guān)疾病方面的潛力。單細(xì)胞基因組學(xué)的顯著進(jìn)展使得對(duì)衰老變化的分析成為可能。然而，這些分析通常集中于轉(zhuǎn)錄組學(xué)，忽略了染色質(zhì)景觀(guān)的影響。
背景
利用轉(zhuǎn)座酶可及染色質(zhì)的單細(xì)胞測(cè)序（ATAC-seq），在單細(xì)胞水平分析全基因組染色質(zhì)可及性，使得繪制多種哺乳動(dòng)物組織中細(xì)胞類(lèi)型特異性的染色質(zhì)景觀(guān)成為可能。通過(guò)優(yōu)化組合索引的單細(xì)胞ATAC-seq（EasySci-ATAC）方法，我們研究了全機(jī)體范圍內(nèi)細(xì)胞群體與染色質(zhì)的衰老相關(guān)變化，旨在識(shí)別衰老相關(guān)的非編碼區(qū)域及其對(duì)應(yīng)的細(xì)胞類(lèi)型。
結(jié)果
在本研究中，我們應(yīng)用EasySci-ATAC對(duì)來(lái)自三種年齡組（1個(gè)月、5個(gè)月和21個(gè)月）的鼠類(lèi)21種組織類(lèi)型中超過(guò)1000萬(wàn)個(gè)細(xì)胞核的染色質(zhì)可及性進(jìn)行了分析。我們共檢測(cè)到130萬(wàn)個(gè)順式調(diào)控元件，并識(shí)別了它們的細(xì)胞類(lèi)型特異性使用情況。我們報(bào)告了536個(gè)組織水平主要細(xì)胞類(lèi)型和1828個(gè)更細(xì)分亞型的衰老相關(guān)群體動(dòng)態(tài)。在廣泛分布的細(xì)胞類(lèi)型中，我們觀(guān)察到同一亞型在多個(gè)器官中的協(xié)調(diào)擴(kuò)展或減少。在分子水平上，我們發(fā)現(xiàn)衰老伴隨廣泛的染色質(zhì)重塑，包括單個(gè)峰位和特定轉(zhuǎn)錄因子基序的可及性變化，并將其與潛在靶基因的表達(dá)變化聯(lián)系起來(lái)。此外，我們還發(fā)現(xiàn)了廣泛的性別二態(tài)性，包括同一細(xì)胞類(lèi)型的年齡保守性、性別特異性染色質(zhì)狀態(tài)，以及比例和分子水平的年齡-性別交互效應(yīng)。
結(jié)論
我們的全機(jī)體單細(xì)胞染色質(zhì)可及性圖譜揭示了衰老如何重塑多種組織的細(xì)胞組成和調(diào)控區(qū)域。除了許多高度組織特異的變化外，我們還發(fā)現(xiàn)了不同器官間的協(xié)調(diào)細(xì)胞和分子動(dòng)態(tài)，包括免疫重塑、功能性細(xì)胞類(lèi)型的廣泛減少、炎癥相關(guān)狀態(tài)的出現(xiàn)以及性別依賴(lài)的演變軌跡。通過(guò)記錄這些變化，我們提供了一個(gè)用于理解衰老分子邏輯的資源，并指導(dǎo)旨在維持或恢復(fù)青年組織狀態(tài)的治療策略。展望未來(lái)，我們預(yù)計(jì)該圖譜將成為評(píng)估抗衰老干預(yù)措施的重要參考，并進(jìn)一步完善我們對(duì)染色質(zhì)重塑、細(xì)胞狀態(tài)轉(zhuǎn)變和組織生理在哺乳動(dòng)物衰老過(guò)程中的相互作用的理解。我們已創(chuàng)建了一個(gè)交互式網(wǎng)站，以便探索這些可自由獲取的數(shù)據(jù)。

通過(guò)這種綜合系統(tǒng)的解析（沒(méi)有做腦組織），作者們發(fā)現(xiàn)：約1/4的細(xì)胞類(lèi)型伴隨衰老其比例明顯變化，不同組織的同類(lèi)細(xì)胞變化趨勢(shì)有一定的協(xié)同性（潛在的系統(tǒng)性因素以及某些類(lèi)型細(xì)胞的流動(dòng)性），伴隨衰老炎癥、干性、轉(zhuǎn)座子之類(lèi)特征motifs開(kāi)放性的變化模式（比如炎癥、轉(zhuǎn)座子上調(diào)，干性下調(diào)等），以及雌雄小鼠伴隨衰老在細(xì)胞比例以及開(kāi)放染色質(zhì)變化趨勢(shì)方面存在的廣泛差異。

Sen TraGor(GL13) 是一種用于檢測(cè)衰老的創(chuàng)新試劑。衰老細(xì)胞在正常發(fā)育、組織穩(wěn)態(tài)、衰老和廣泛的年齡相關(guān)疾病中起著重要作用。到目前為止，袁老領(lǐng)域的一個(gè)主要問(wèn)題是缺乏可靠的標(biāo)記物來(lái)特異性檢測(cè)這些細(xì)胞，尤其是原位細(xì)胞。SenTraGorm(GL13)是一種化的蘇丹黑B基化學(xué)試劑，冒在克服這一限制。SenTraGor(GL13) 染色可以檢測(cè)任何生物材料中的衰老，袁老紐胞的直接可視化可以在所有檔案組織標(biāo)本(福爾馬林國(guó)定石蠟包理)和來(lái)自活檢或細(xì)胞培養(yǎng)物的細(xì)胞中實(shí)現(xiàn)。

產(chǎn)品溶解

每個(gè)小瓶含有20毫克(貨號(hào):AR8850020)國(guó)體SenTraGor~化合物。要溶解化合物，分別加入3.5-3.75ml的99%乙醇，并用封口膜要蓋。理想的濃度取決于所檢查的生物材料及其加工過(guò)程，可以技如下方式確定:從3.5ml體積的99%乙醇開(kāi)始。如果觀(guān)察到試劑的非特異性(“背景")反應(yīng)，則分別將體積調(diào)整為3.75ml。在56°C的水浴中孵育120分鐘，直到化合物溶解。使用前，使用13毫米過(guò)濾器和0.22um膜用注射器過(guò)濾。

產(chǎn)品存儲(chǔ)

在室溫下儲(chǔ)存。避光。

溶解后在室溫下儲(chǔ)存，防止光線(xiàn)和保持密封。該試劑在室溫下溶解后可穩(wěn)定長(zhǎng)達(dá)2個(gè)月?；蛘叻盅b，確保密封，避光并在室溫下儲(chǔ)存可長(zhǎng)達(dá)8個(gè)月。