Cell：中美学者利用单细胞测序发现卵巢衰老的标志物

　　

近日，中国和美国的多个研究机构利用单细胞测序技术剖析了卵巢衰老的分子机制，确定了人类及其他灵长类动物卵巢衰老的生物标志物，为开发延缓卵巢衰老及相关疾病的干预策略奠定了理论基础。

这篇题为“Single-Cell Transcriptomic Atlas of Primate Ovarian Aging”的文章于1月30日在线发表于《Cell》杂志上。通讯作者包括中科院动物研究所的刘光惠和曲静、北京大学生命科学院的汤富酬以及美国索尔克研究所的Juan Carlos Izpisua Belmonte。

“这项研究有助于人们在单细胞分辨率下全面了解灵长类动物卵巢衰老的具体机制，”刘光惠研究员在一份声明中表示，指出这些发现“有望推动新工具的开发，帮助衰老的卵巢细胞再生”。

研究人员从四只年幼和四只年老的食蟹猴中获取了2,500多个卵巢细胞，并利用一种改良的单细胞标记逆转录（STRT）测序方法来评估其转录组。根据基因表达的不同，他们发现七种细胞类型。在衰老的非人类灵长动物中，他们发现卵母细胞的表达在不同的发育阶段发生了变化，包括抗氧化和应激反应通路中基因活性的下降。

他们随后对21岁至46岁的健康女性开展分析。通过活性氧分析、基于siRNA的基因敲低实验或卵巢颗粒细胞的RNA测序，他们发现人类卵巢衰老经历了类似的分子变化。

过去的研究表明，女性的生育能力在快到绝经期的阶段会有所下降。不过，人们还没有充分研究过与女性生育能力下降相关的卵巢表达变化。于是，这项单细胞分析应运而生。

中国科学院动物研究所干细胞与衰老研究组组长曲静称：“我们的目标是分析每种卵巢细胞类型及其基因表达模式，以便更好地了解卵巢的确切年龄。这种系统的方法有助于深入了解健康卵巢的衰老机制。

研究人员从四只年幼猴子（4-5岁）和四只年老猴子（18-20岁）体内分离出2,600个卵母细胞和体细胞，并利用多重STRT-seq开展单细胞RNA分析。猕猴一般在25岁左右绝经，因此这里分析的年老猴子处于绝经前或绝经期。

对于非人类灵长动物，研究人员发现数十个基因的表达在年老动物中升高或降低。他们特别关注了卵母细胞和颗粒细胞中抗氧化基因（如IDH1和NDUFB10）的年龄相关表达变化，这表明抗氧化通路的活性和足够的应激反应可能有助于卵巢产生有功能的卵细胞。

同样地，对于人类颗粒细胞，研究人员发现IDH1和NDUFB10水平的降低会导致细胞增殖减弱。这些结果表明老年女性的细胞内活性氧和细胞凋亡的增加，并且细胞的表达谱在某种程度上与非人类灵长动物的表达谱重叠。

这项研究加深了人们对卵巢组织结构增龄性变化的认识，解析了衰老过程中不同卵巢细胞类型的易感性及易感分子，提供了灵长类卵巢衰老的潜在调控靶标信息，为预警卵巢衰老及女性生殖力下降提供了新的生物标志物。（生物通 薄荷）

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Single-Cell Transcriptomic Atlas of Primate Ovarian Aging

Published: January 30, 2020 DOI: https://doi.org/10.1016/j.cell.2020.01.009