Nature Aging：“衰老时钟”揭示了免疫细胞的衰老过程

　　

随着年龄的增长，我们的免疫系统也在衰老。我们变得更容易受到感染，接种疫苗的效果变差，患上自身免疫性疾病等的风险也在增加。

为了更好地了解免疫系统如何随着年龄的增长而发生变化，以及哪些因素会触发或加速衰老过程，德国个体化感染医学中心（CiiM）的研究人员重点关注了免疫细胞。

个体化感染医学中心主任 Yang Li 教授领导的研究团队希望了解，不同类型免疫细胞的衰老过程是什么样的？在研究中，他们使用了五种不同类型免疫细胞的数千个转录组数据集，这些数据集来自免费获取的数据和文献。

研究人员从1000多名健康个体的血液样本中总共获得了200多万个免疫细胞的数据集，这些个体的年龄在18岁到97岁之间。然后，他们通过机器学习创建了一个计算机模型。

这个模型被称为“单细胞免疫衰老时钟（sc-ImmuAging）”，并发表在《Nature Aging》杂志上。

“我们能够鉴定出参与重要免疫过程的每种免疫细胞的特定基因，其活性在衰老过程中会发生变化。这些基因可作为相应免疫细胞类型的标志物基因，并在随后的模型应用中作为参考，”Yang Li 解释说。

“顺便说一句，我们鉴定出的基因在炎症过程的发展中起着决定性的作用。众所周知，衰老过程与炎症过程密切相关。我们的研究再次证实了这一点。”

研究人员随后利用患者数据在两个案例研究中应用了衰老时钟。他们想了解COVID-19感染或接种结核病疫苗如何影响不同类型免疫细胞的衰老过程。在COVID-19患者中，衰老过程仅在一种免疫细胞中表现明显，即单核细胞。然而，在病情较轻的患者中，衰老过程不那么明显。

“我们的研究结果表明，严重的感染会导致我们的免疫细胞加速衰老，”Yang Li说。“但好消息是，这些变化似乎是可逆的：大约三周后，随着COVID-19患者慢慢康复，单核细胞开始恢复到原来的年龄特征。”

在第二个案例研究中，研究人员利用衰老时钟来观察接种过结核病疫苗的人体内不同免疫细胞的年龄。在此，他们发现了一个有趣的关联：接种疫苗对CD8+ T细胞的影响差异很大，具体取决于体内的炎症程度。然而，在炎症较高的人群中，接种疫苗可以让免疫细胞恢复活力。

“单细胞免疫衰老时钟首次为不同类型免疫细胞的衰老过程提供了令人兴奋的见解，”Yang Li谈道。

“这是一个强大的工具，未来可揭示免疫衰老的进一步动态，更好地了解感染和疫苗接种的影响，并开发促进健康衰老的治疗和预防措施。”

单细胞免疫衰老时钟的代码库和R软件包可通过GitHub免费获取，地址为：https://github.com/CiiM-Bioinformatics-group/scImmuAging。