肠道上皮细胞年龄镶嵌延缓衰老：果蝇中肠干细胞稳态调控新机制

本研究针对衰老过程中肠道上皮屏障功能衰退的关键问题，通过果蝇模型揭示了早期损伤诱导的肠上皮细胞(ECs)年龄镶嵌现象。研究人员发现发育期生成的"老"ECs会因ROS积累和Lamin降解发生集体更替，而早期损伤或间歇性禁食(iTRF)通过引入新生ECs形成年龄镶嵌，避免集体EC死亡并促进隔膜连接(SJs)形成，从而改善肠道屏障功能并延长寿命。该发现为逆转衰老提供了新型治疗策略。

　　

肠道作为机体重要的代谢和免疫器官，其衰老过程与整体健康密切相关。在果蝇等模式生物中，衰老肠道表现出明显的干细胞(ISCs)过度增殖（增生）和上皮屏障功能障碍。以往研究多认为肠道衰老是线性渐进过程，但华中科技大学的研究团队通过精细的时间序列分析，意外发现果蝇中肠衰老存在突然的转折点——约20天龄时，发育期同步生成的肠上皮细胞(ECs)会集体死亡并触发不可逆的增生。这一发现促使研究者深入探索延缓肠道衰老的新机制。

研究团队采用多组学联合作战策略，包括每日转录组测序、谱系追踪和免疫荧光等技术。通过温度敏感型Gal4系统(Myo1A^ts/esg^ts)精确操控EC凋亡或ISC增殖，结合化学损伤(博来霉素/百草枯)和微生物感染(Ecc15)模型，建立早期损伤(EI)干预体系。利用H2B-RFP标记技术追踪EC更替动态，并通过16S rRNA测序分析肠道菌群变化。关键实验还包括ROS荧光探针(H2DCF/DHE)、衰老标志物(SA-β-gal)检测和自噬调控(Atg1/Atg8a)等。

早期损伤改善衰老中肠屏障功能并延长寿命
通过诱导4日龄果蝇EC特异性凋亡(Myo1A^ts>Reaper)或ISC增殖(esg^ts>Hop^tum)，发现处理组寿命显著延长。Smurf实验显示EI组老年果肠屏障完整性更好，Notch突变体(N^55e11/+)中EI还减少内分泌细胞(Pros⁺)肿瘤形成。

EI预防衰老中肠增生的突然发生
每日监测发现：未处理(UT)组45天(18°C)或20天(25°C)时PH3⁺细胞突然增加，而EI组保持稳态。转录组分析揭示UT组18-19天出现基因表达剧变，涉及JNK/JAK-STAT/EGFR通路激活，而EI组呈现平缓变化。

年龄镶嵌避免EC集体更替
谱系追踪显示：蛹期标记的RFP⁺ ECs在42天(18°C)时突然消失并伴随增生，而EI组通过交替更替形成"新老EC镶嵌"模式。机制上，老ECs因持续累积ROS和Lamin丢失而死亡，新生ECs则恢复Lamin表达和低ROS状态。

年龄镶嵌促进隔膜连接形成
免疫荧光显示：年龄镶嵌中新生ECs能修复相邻老ECs的隔膜连接蛋白(Dlg1/Cora)缺陷。敲除SJ组分(Dlg1/Mesh/Tsp2A)会消除EI的保护作用，而短暂抑制ISC分裂(esg^ts>Cdk2RNAi)可重建SJs并逆转晚期增生。

iTRF通过自噬诱导年龄镶嵌
间歇性禁食(iTRF)在禁食期激活EC自噬，促进EC更替形成年龄镶嵌。抑制自噬(Atg1RNAi)或阻断ISC分裂会消除iTRF的益处，证实该途径与EI机制相同。

这项研究颠覆性地揭示了肠道衰老的非线性特征，提出"年龄镶嵌"作为维持组织稳态的新范式。通过早期干预重塑EC群体年龄结构，可打破ROS-Lamin-EC死亡的正反馈循环，为抗衰老干预提供新靶点。特别是将iTRF的健康效益与细胞年龄调控直接关联，为营养干预延缓衰老提供了理论依据。该发现对理解哺乳动物肠道衰老具有重要启示，未来或可通过调控干细胞分裂节奏，在组织水平构建优化的细胞年龄分布来对抗衰老。