研究揭示灵长类视网膜衰老的分子机制

中国科学院动物研究所曲静研究组与北京大学汤富酬研究组、中国科学院动物研究所刘光慧研究组合作近日在Protein & Cell杂志发表文章，该研究利用单细胞转录组测序技术绘制了非人灵长类视网膜衰老的高精度单细胞转录组图谱，系统解析了灵长类视网膜及脉络膜退行性演变过程中的基因表达变化规律。

研究人员首先分别获取了年轻和年老食蟹猴的视网膜及脉络膜组织，并通过一系列形态学分析，发现年老的视网膜组织表现出视锥细胞、RPE 细胞减少，以及感光细胞和RPE 细胞之间结构松散、RPE 中脂褐质增加等变化，提示年老视网膜中关键功能细胞出现了结构和功能的退行性改变。进而，研究人员利用优化的STRT（Single-cell tagged reverse transcription）单细胞转录组测序技术，系统地鉴定15 种主要细胞类型，包括视锥、视杆细胞、RPE 细胞等在内的视网膜层细胞以及成纤维细胞、血管内皮细胞等在内的脉络膜层细胞。此外，还鉴定出一类具有神经发育潜能的穆勒胶质细胞亚群，描绘了细胞类型特异的基因表达特征。

通过对衰老相关差异表达基因（DEG）的分析，研究人员发现，神经视网膜层细胞表现出压力响应通路的激活和神经信号传导等功能的减损，而RPE 与脉络膜层细胞则表现出免疫炎性增加和结构支持功能的下降。进一步研究显示，RPE 细胞是视网膜中对衰老最为敏感的细胞类型之一：一方面，衰老相关DEG 与衰老及眼病等基因集的联合分析显示，RPE 中富集的衰老及疾病高风险基因数目最多；另一方面，RPE 细胞作为神经视网膜层和脉络膜层交界处的重要支持细胞，在衰老过程中表现出异常的细胞间相互作用，包括RPE 与脉络膜层细胞之间免疫炎症反应通路的上调，RPE 与神经视网膜层细胞之间神经通讯信号的下调。

该工作加深了人们对视网膜组织增龄性结构和功能变化的认识，解析了衰老过程中视网膜和脉络膜层的关键易感细胞类型及易感分子以及视网膜层与脉络膜层的交互作用变化，为预警和治疗视网膜衰老及相关疾病提供了潜在干预靶标。

该项研究由中科院动物所、中科院干细胞与再生医学创新研究院、北京大学、中科院北京基因组研究所、首都医科大学宣武医院、北京大学第三医院等机构合作完成。该项目获得科技部、国家自然科学基金委、中科院和北京市等项目的资助。