3月31日發(fā)表在Science上的這篇文章揭示了，與年輕人相比老年人的免疫細胞缺乏協(xié)調性，基因表達具有多變且不穩(wěn)定的特定。

我們能夠看到因衰老導致的身體功能下降，但究竟是什么原因導致了這些機能衰退？為什么身體不同部位的衰老程度不同？

為了找到答案，科學家們需要從分子水平上分別了解每一個組織的老化機制。今天我們就來講講免疫組織，特別是CD4+T細胞的衰老機制。

人體的免疫系統(tǒng)像一個交響樂團，由不同類型和亞型的細胞組成，共同演繹抗感染的樂章。由于免疫功能衰退的機理我們并不是很清楚，因此在科學界長期存在著以兩個假設為中心的辯論：細胞性能損耗論以及細胞協(xié)調能力減弱論。

為了解決這一爭論，科學家們研究了許多不同類型的細胞，分析了“平均”基因表達譜。與以往的研究方法不同，本篇文章報道所采用的是高分辨率單細胞測序技術，從而開創(chuàng)了細胞變異與衰老的新局面。

研究人員分別測試了激活前和激活后的小鼠靜息記憶CD4+T細胞（na?ve and memory CD4+T cell）。實驗結果清晰地表明，老化T細胞表現出來的免疫功能受損，主要來自細胞間缺乏協(xié)調性。

如果把DNA測序比作這陣子的網紅“smoothie（混合水果露）”的話，傳統(tǒng)的DNA測序技術就好比允許你喝一口smoothie然后猜組合配方是什么。而單細胞基因組學讓我們跳過猜的環(huán)節(jié)，直接去了解每一個組成部分。

免疫細胞方陣

Duncan Odom 是CRUK-CI的項目組長，也是Sanger研究所的副研究員。他為我們進一步解釋了，免疫細胞是如何對抗感染的。

Odom說，想象一下，免疫系統(tǒng)是由一個細胞軍團構成，動物年輕時細胞軍團里的戰(zhàn)士們有著很好的協(xié)調性，所有的細胞像“戚家軍”一般的軍紀嚴明、上下一心。良好且順暢的溝通強化了免疫系統(tǒng)的功能，更有效地對抗感染。隨著年齡的增長，細胞的協(xié)調能力便下降了，雖然一些細胞仍保持著強健的體魄，但是由于缺乏協(xié)調，軍心渙散導致了集體效能的下降。

越老越善變

以前的研究結果顯示，年幼動物的免疫應答的基因表達調控較為嚴格。這項研究進一步表明，免疫應答減弱與細胞和細胞之間的差異性有關。兩種老鼠以及不同類型免疫細胞的檢測數據都顯示，衰老導致了基因異質性表達的增加。表明，對大多數哺乳動物組織來說，細胞和細胞之間的轉錄變異性可能是一個衰老標志。

Celia Pilar Martinez-Jimenez是Sanger研究所和CRUK-CI的博后，他說，有關衰老的分子機理研究不多，我們的項目不僅創(chuàng)新性地從另一個角度探索了細胞對抗疾病的工作方式，同時也解決了部分衰老問題。

單細胞基因表達分析技術不僅能夠在癌癥領域幫助我們解答癌細胞之間的相互作用模式，還可以在衰老領域向我們展示細胞們如何一步步脫離年輕時的節(jié)奏。如果沒有單細胞測序技術這些有趣的現象我們都將無法察覺。

原始出處：

Martinez-Jimenez CP, Eling N, Chen HC, Vallejos CA, Kolodziejczyk AA, Connor F, Stojic L, Rayner TF, Stubbington MJ, Teichmann SA, de la Roche M, Marioni JC, Odom DT. Aging increases cell-to-cell transcriptional variability upon immune stimulation. Science. 2017 Mar 31;355(6332):1433-1436