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        【中國科學報】血管為何會衰老?長壽基因在作祟

          心血管疾病被稱為人類健康“第一大殺手”。據推算,中國心血管病現患人數超2.9億。血管衰老是導致心血管疾病的主要因素之一,那么,導致血管衰老的原因又是什么?5月5日,中國學者發表于《自然—通訊》的一項研究首次繪制了靈長類動脈血管衰老的單細胞基因表達圖譜,揭示了長壽基因FOXO3A表達下調是血管衰老的驅動力。

          論文通訊作者、中國科學院動物研究所研究員曲靜告訴《中國科學報》,伴隨衰老而發生的血管結構和功能的退行性改變是導致心血管疾病的主要危險因素。但是,由于不同來源的血管壁細胞存在高度異質性,過去的研究尚未明確人類衰老血管的細胞組成和分子特征。

          在這一研究中,研究人員首先對年輕和年老食蟹猴的主動脈弓和冠狀動脈血管進行了組織學分析。雖然都是動脈粥樣硬化的易感部位,但主動脈和冠狀動脈的衰老速度不同、細胞組成不同,生理特性也存在差別。研究人員利用單細胞轉錄組測序技術繪制了主動脈弓和冠狀動脈的內皮細胞、平滑肌細胞和成纖維細胞等血管細胞類型的基因表達圖譜,并鑒定出8種可區分主動脈和冠狀動脈的新型分子標志物。

          衰老伴隨的差異基因表達網絡分析顯示,轉錄因子FOXO3A(長壽基因FOXO3A編碼的蛋白產物)是調控動脈血管差異表達基因網絡的關鍵分子節點。FOXO3A在6種衰老的血管壁細胞中表達均下調,是靈長類動脈血管衰老的重要特征。

          之后,研究人員獲得了靶向敲除FOXO3A基因的人類血管內皮細胞。與未敲除FOXO3A基因的野生型細胞相比,FOXO3A缺失的血管內皮細胞表現出增殖、遷移和成管等能力的退化。在被移植到小鼠的缺血后肢中后,FOXO3A缺失的人內皮細胞的血管修復能力較野生型細胞也顯著降低。

          考慮到嚙齒類動物和靈長類動物在血管生物學和衰老特性方面存在差異,研究團隊選擇生理結構更為接近人類的食蟹猴為研究對象。這也是國際上首次報道靈長類血管衰老的單細胞圖譜,解析了靈長類血管衰老過程中細胞組成和分子特征的變化規律。

          相關論文信息:https://doi.org/10.1038/s41467-020-15997-0

          (原載于《中國科學報》 2020-05-06 第1版 要聞)
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