Nature Aging：从内皮细胞图谱看血管是如何衰老的

内皮细胞（EC）对血管功能至关重要，并具有组织特异性作用。随着年龄的增长，这些细胞的功能会出现障碍，导致心血管疾病的风险增加。

尽管单细胞转录组学分析揭示内皮细胞存在广泛的异质性，但到目前为止，仍未建立涵盖人类整个生命周期的完整内皮细胞转录组图谱。

奥地利科学院CeMM分子医学研究中心的研究人员近日整合了34项研究的数据，涵盖了12种人体组织中超过37.5万个内皮细胞。通过深入分析健康或非病变的组织，他们旨在鉴定与衰老相关的分子变化。

最终，他们绘制出人类衰老内皮细胞图谱（Human Aging Endothelial Cell Atlas）。这一资源发表在《Nature Aging》杂志上，让科学家们能够研究人体内不同血管细胞群的变化。

静脉内皮细胞是研究的重点之一。这些细胞能够产生芽状突起，进而发育为新的血管，这是血管更新的重要环节。然而，在老年人中，参与血管形成的几个基因活性降低。

这或许可解释为什么血管会随着年龄增长而逐渐丧失自我更新能力，但这项研究并未直接测定血管的修复能力。研究人员还在多种组织中观察到与炎症和细胞衰老相关的基因活性增强。

第一作者、CeMM分子医学研究中心的Sarah Dobner解释说：“最引人注目的发现之一是，血管系统中内皮细胞的衰老情况并不相同。通过整合来自不同组织的数据，我们能够识别出一些模式，而如果孤立地研究单个器官或内皮细胞类型，这些模式可能会被忽略。”

研究人员还探究了内皮细胞如何对物理环境作出反应。这些细胞不断感知血液流动和周围物质的作用力，并将机械信号转化为生物反应。这份图谱揭示了参与这一过程的基因随年龄增长而发生的变化。

人体皮肤实验提供了进一步的证据：一种名为YAP的蛋白质在老年供体的内皮细胞核内更常见，它有助于细胞响应机械力。这些观察结果引出了一个有趣的问题：YAP活性的增强是帮助内皮细胞应对与年龄相关的变化，还是加剧血管功能的衰退？

研究人员还鉴定出一组与p21相关的基因，p21是一种能够减缓或停止细胞分裂的蛋白质。利用实验室培养的内皮细胞以及加速衰老的小鼠模型进行的对比研究，他们证实了这些基因与细胞衰老之间的关联。

然而，由于这些基因同时也参与应激反应和血管生长，因此无法可靠地区分永久性衰老细胞与正在应对其他年龄相关挑战的细胞。人们需要了解这些差异，才能确定未来在维持血管健康的工作中靶向哪些细胞过程。

人类衰老内皮细胞图谱为科学家们提供了一个新资源，用于探索不同组织中血管的衰老机制。研究中描述的交互式门户将帮助研究人员探究这些分子变化，并为未来的实验确定有前景的方向。

但这些发现也存在局限性：该研究比较的是不同年龄段的人群，而非对个体进行长期随访；此外，关于捐赠者生活方式和病史的信息不完整，也限制了结论的普适性。

尽管如此，这份图谱揭示了血管衰老既不均一，也不简单。某些变化可能导致功能衰退，而另一些则可能是机体自我保护的体现。理解这种差异对于探索如何帮助我们的血管保持更长久健康至关重要。

通讯作者、CeMM分子医学研究中心的Laura de Rooij表示：“这份图谱令我兴奋之处在于，它为我们提供了一种探索整个人体血管衰老状况的方法，而不是将所有血管都视为以相同方式衰老。现在，我们拥有了一项资源，有助于调查哪些变化伴随着内皮细胞的衰老，哪些可能导致血管功能下降，以及哪些可能反映了内皮细胞如何适应其不断变化的环境。”