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为探究肝脏衰老机制，研究人员分析小鼠肝脏组织细胞外小囊泡（sEVs），发现 miR-23b-3p 促进细胞衰老和脂质代谢异常，或为新治疗靶点。
在生命的长河中，衰老如同一个神秘的 “幕后黑手”，悄无声息地影响着我们身体的各个器官。肝脏，作为人体的 “化工厂”，承担着维持机体稳态的重任，它不仅具备强大的再生能力，还参与众多重要的代谢过程。然而，岁月的痕迹同样会在肝脏上留下印记，随着年龄的增长，肝脏的再生能力逐渐下降，代谢功能也大不如前，各种代谢紊乱问题接踵而至，这不仅影响了肝脏自身的健康，还与许多疾病的发生发展密切相关。
目前，关于衰老的研究虽然取得了不少进展，但从细胞外囊泡（Extracellular Vesicles，EVs）角度探究肝脏衰老的机制仍相对有限。细胞外囊泡作为细胞间通讯的重要 “信使”，在衰老过程中发挥着独特作用，其中携带的微小核糖核酸（miRNA）和蛋白质等物质，能够影响周围细胞的功能和命运。那么，细胞外囊泡在肝脏衰老中究竟扮演着怎样的角色？这成为了亟待解决的科学问题。
为了揭开这个谜团，来自中国医学科学院北京协和医院、清华大学等机构的研究人员展开了一项深入研究。他们的研究成果发表在《BMC Biology》杂志上，为我们理解肝脏衰老和相关代谢疾病的机制提供了新的视角，也为开发潜在的治疗策略奠定了基础 。
研究人员主要运用了以下几种关键技术方法：首先，通过超速离心、尺寸排阻色谱等方法分离小鼠肝脏组织和血液中的细胞外小囊泡（sEVs）；接着，利用转录组测序（RNA-seq）和蛋白质组分析技术，全面探究不同年龄小鼠肝脏 sEVs 中 miRNA 和蛋白质的表达变化；然后，构建衰老细胞模型和小鼠模型，结合双荧光素酶报告实验、Western blot 等实验技术，深入研究 miR-23b-3p 与靶基因的调控关系及其对细胞衰老和脂质代谢的影响；此外，还收集了家族性高胆固醇血症（FH）患者和健康人的血液样本，检测其中 sEVs 中 miR-23b-3p 的表达水平。
研究结果如下：
- sEVs 的分离与鉴定：研究人员成功提取了不同年龄小鼠肝脏组织的 sEVs，并通过透射电镜（TEM）、纳米颗粒跟踪分析（NTA）和 Western blot 等技术对其进行了鉴定，确认所提取的 sEVs 具有典型的形态和标志物特征。
- sEVs 的转录组和蛋白质组特征：RNA-seq 分析发现，1 周龄小鼠的 sEVs 在 miRNA 数量和基因表达谱上与其他年龄组存在显著差异。蛋白质组分析显示，不同年龄组 sEVs 的蛋白质表达也有所不同，1 周龄小鼠的差异尤为明显。这些结果表明，小鼠肝脏 sEVs 的转录组和蛋白质组会随着年龄的变化而改变。
- 与衰老相关的 miRNA 和蛋白质：通过对 miRNA 的聚类分析和 KEGG 通路富集分析，发现多个 miRNA 与衰老相关信号通路密切相关，如胰岛素、mTOR、AMPK 和 FoxO 通路等。对蛋白质的分析也发现，14 月龄小鼠的差异表达蛋白显著富集在蛋白酶体、阿尔茨海默病、帕金森病等相关通路中。这表明 sEVs 中的 miRNA 和蛋白质能够反映衰老状态以及衰老与疾病的关系。
- miRNA 与蛋白质的联合分析：对 14 月龄小鼠 sEVs 中差异表达的 miRNA 和蛋白质进行联合分析，发现了一些具有潜在调控关系的 miRNA - 蛋白质对，如 miR-706 与 EDEM3、TRXR1，miR-29b-3p 与 OPA1、SPTN1 等。进一步分析发现，这些 miRNA - 蛋白质对所涉及的通路大多与癌症相关，暗示了 sEVs 中 miRNA 和蛋白质之间存在复杂的调控网络。
- 衰老细胞模型的表征：研究人员利用依托泊苷（VP - 16）构建了衰老细胞模型，通过 SA-β- 半乳糖苷酶（SA-β-gal）染色、Western blot 等实验证实了细胞衰老的发生，同时发现衰老细胞的 sEVs 中 miR-23b-3p 表达显著上调。
- miR-23b-3p 的功能研究：生物信息学分析预测肿瘤坏死因子 α 诱导蛋白 3（Tnfaip3）是 miR-23b-3p 的潜在靶基因，后续实验通过双荧光素酶报告实验、RT-qPCR 和 Western blot 等技术验证了 miR-23b-3p 能够靶向 Tnfaip3，抑制其表达。功能实验表明，miR-23b-3p 能够促进细胞衰老，使细胞周期阻滞在 G?-M 期，并上调衰老相关蛋白 p21WAF1/Cip1的表达。
- miR-23b-3p 对脂质代谢的影响：在小鼠体内实验中，通过尾静脉注射携带 miR-23b-3p 的腺相关病毒（AAV），发现实验组小鼠肝脏出现更明显的炎症反应，肝组织中 Tnfaip3 表达下调，同时伴有脂质代谢异常，如低密度脂蛋白受体（LDLR）表达下降，MAFLD 评分升高。这表明 miR-23b-3p 可能通过靶向 Tnfaip3 影响脂质代谢，进而导致肝脏损伤。
- miR-23b-3p 在 FH 患者中的表达：研究人员检测了 FH 患者血液 sEVs 中 miR-23b-3p 的表达水平，发现 FH 患者（包括纯合子 HoFH 和杂合子 HeFH）血液 sEVs 中 miR-23b-3p 水平显著高于健康对照组。这一结果提示 miR-23b-3p 与脂质代谢异常密切相关，可能在 FH 的发病机制中发挥重要作用。
综上所述，本研究表明细胞外小囊泡在肝脏衰老过程中起着重要作用。通过对不同年龄小鼠肝脏 sEVs 的转录组和蛋白质组分析，研究人员发现了一系列与衰老相关的 miRNA 和蛋白质，其中 miR-23b-3p 作为关键调控因子，能够通过靶向 Tnfaip3 促进细胞衰老和脂质代谢异常。这一发现揭示了肝脏衰老和脂质代谢异常的新机制，为开发针对年龄相关肝脏功能障碍和代谢疾病的治疗策略提供了潜在的靶点。同时，血液 sEVs 中 miR-23b-3p 水平有望成为衰老和代谢紊乱的生物标志物，用于疾病的早期诊断和监测。然而，目前仍有一些问题有待进一步研究，例如 miR-23b-3p 在体内的具体作用机制和调控网络还需要更深入的探索，针对 miR-23b-3p 的治疗策略在临床应用中的安全性和有效性也需要进一步验证。相信随着研究的不断深入，这些问题将逐步得到解决，为人类健康带来更多的福祉。
