人类

古DNA揭示五千年来新疆人群演化史

新疆位于中国西北部，是联结亚欧大陆的重要枢纽。公元前2世纪末，丝绸之路途经新疆，此地成为了亚欧大陆东西部文化传播、经济贸易以及人群交流的桥梁。然而，不同族群和文化在新疆的融合交流却更为久远。这些在新疆交融的文化引起了广大考古学家、语言学家、人类学家的极大兴趣，他们提出了各种关于新疆地区早期人群来源和交流的假说。鉴于新疆考古学证据的复杂性，人群演化研究成为了解决这些迫切问题的有效手段。为了深入研究新疆早期人群的来源以及新疆不同时期人群的遗传演化和交流互动，我国古人类学家从新疆的39个考古遗址中，成功捕获、测序了201例新疆古代人类（矫正年代测定为距今5043—515年）的基因组。该研究确定了新疆青铜时代西北早期人群的组成情况，认为其既含有塔里木盆地本地人群成分，也和周边的人群有着不同程度的交流和融合，尤其是与亚欧草原西部文化有关的人群及中亚巴克特里亚－马尔吉亚纳文明区（BMAC）相关人群具有相似的遗传成分。科学家还在新疆北部发现了几乎只含有古东亚和北亚混合人群成分（92%）的个体，说明在这个时期，古东亚和北亚混合人群可能已经在新疆广泛流动了。也就是说，在青铜时代，亚欧草原人群、BMAC人群以及古东亚和北亚混合人群进入新疆地区，与当地塔里木盆地本地居民交流融合，从而形成了新疆西北部青铜时代早期古代人群。到了铁器时代，塞人（Saka）的遗传成分出现在新疆人群中，这也解释了为何他们所使用的印度－伊朗语系中的和阗塞语（Khotanese）出现在新疆塔里木盆地和田地区。东亚人群成分的增加是铁器时代新疆人群的最大特点。从新疆的不同地域上来看，这些东亚人群成分呈现出自西向东逐渐增高的趋势。这说明东亚有关的遗传成分在铁器时代大量地流入新疆，同时新疆人群中的东亚成分的多样性也增加了。此外，古代新疆人群的表型研究也令人惊叹。从青铜时代、铁器时代到历史时期，大部分居民都是深棕色或者黑色的头发和棕色的眼睛。到了铁器时代，伴随着青铜时代亚欧草原安德罗诺沃（Andronovo）人群成分的出现和增加，新疆西北部少量个体的肤色和发色变得较浅。新疆塔里木盆地小河遗址两例较早期个体仍拥有深棕色或者黑色的头发以及深色的皮肤，而一例青铜时代中晚期干尸的肤色则介于深浅之间。（Science,2022,376(6588):62-69）

查明人类干细胞衰老的驱动力

细胞衰老是机体衰老的重要标志和驱动因素，表观遗传改变是细胞衰老的重要特征之一。细胞衰老通常表现为细胞核形态异常、核纤层蛋白结构紊乱以及核周异染色质的缺失。然而，细胞衰老过程中表观基因组的重塑规律以及基因表达改变的调控机制尚不明确。日前，动物学家和基因组研究专家联手解析了人类干细胞衰老的表观基因组图谱，解码了衰老过程中不同层次表观基因组重塑的规律，最终发现染色质的“熵增”和胎盘相关基因的异常表达是细胞衰老的关键驱动力和分子标志物。衰老细胞的表观基因组中可观测到染色质“刚性”丢失和松弛性增加、表观基因组“熵”和混乱度的增加、“区室化”特征减弱、全基因组表观信号趋同性变化和“极性”降低（激活性基因组区域和抑制性基因组区域表观特征丢失）等现象。表观基因组的特定拓扑结构和表观状态的改变（与核膜距离趋远、多维表观基因组的去抑制和再激活）会导致胎盘发育相关基因簇——妊娠特异性糖蛋白（PSG）的协同激活表达。衰老过程中胎盘基因的异位激活是细胞衰老的驱动因素，过表达PSG4（PSG家族成员）可以驱动人类干细胞的衰老。PSG4在老年人血液中的表达丰度显著升高也说明了这一点。研究者认为，PSG4可以作为评估人类机体衰老程度的全新分子标志物。（Developmental Cell,2022,57(11):1347-1368.E12）

年轻血液可助机体返老还童

衰老是全身多种组织器官系统性退化的过程，表现为渐进性机体再生能力减弱及功能衰退。异体共生（Heterochronic parabiosis）是通过外科手术连接同物种年老和年轻生物个体的循环系统所构建的模型。该体系提供了一个独特的研究范式，可用于评价老化的机体受年轻血液影响后如何恢复活力，反之亦可用于研究年轻的组织和器官受衰老血液影响后加速退行的机制。迄今为止，年轻血液究竟靠何种力量使衰老个体重返“年轻态”的秘密还有待揭示。最近，科学家通过构建年老小鼠和年轻小鼠的异体共生模型，绘制了系统水平的单细胞转录组图谱，并对骨髓、脾脏、外周血、脑、肝脏、骨骼肌和皮肤等7种组织器官进行了深入解析。研究发现，暴露于年轻血液可有效改善老年个体不同器官的组织微环境，并恢复多种成体干细胞的活力。其中，造血干（祖）细胞（HSPC）是对年轻血液最敏感的细胞类型之一，年轻的血液可以通过上调趋化因子CCL3的表达促进衰老HSPC的“年轻化”。值得注意的是，异体共生系统中，外周血和脾脏细胞的互通程度较高，而骨髓HSPC却很低（年轻个体中的HSPC仅有不到1%来源于年老个体，年老个体中年轻来源的HSPC也少于5%）。这一结果提示，年轻血液对老年HSPC的“促年轻化作用”是一种受到年轻血液影响后的细胞内源性变化。除了造血免疫系统，老年个体的外周实体组织也会被年轻血液所“年轻化”。此外，研究人员发现Gilz基因在成纤维细胞中的表达改变可能是系统衰老和年轻化的关键调控因素。这项研究揭示了异体共生引起的年老和年轻个体的细胞全景变化规律，指明了年轻体内环境促进年老组织再生的关键介导因子，为发现衰老预警和干预的关键标志物提供了重要线索。（Cell Stem Cell, 2022, 29(6):990-1005.E10）

用旱蚂蟥治疗脑中风

脑卒中又称脑中风，是一类由脑血管循环障碍引起的疾病，可分为缺血性脑卒中和出血性脑卒中，其中缺血性脑卒中占脑卒中病例的80%以上。缺血性脑卒中发病机理复杂，研究表明血栓性炎症在发病过程中起着关键作用，而接触－激肽系统主导血栓性炎症的发生。十二因子和血浆激肽释放酶是接触－激肽系统中两个重要成员，也是血栓性炎症治疗的关键靶标。从功能上抑制十二因子和激肽释放酶，可有效抑制缺血性脑卒中发病过程中血栓性炎症的发生，起到抑制缺血性脑卒中发病的作用。蛭类是我国的传统中药，《神农本草经》记载了蛭类，《本草纲目》介绍了蛭类在抗凝血方面的作用。森林山蛭（Haemadipsa sylvestris）为山蛭科山蛭属的吸血动物，体长约3厘米。该物种分布于印度尼西亚、缅甸、印度、越南及中国云南等地，主要栖息于潮湿的山区草地或水域附近，当人畜经过时，就会附着吸血。近日，中国科学家牵头在森林山蛭中鉴定出一种可专一性抑制激肽释放酶和十二因子的活性的活性多肽sylvestin。这种多肽对短暂性缺血性脑卒中及永久性缺血性脑卒中均表现出显著的治疗作用，同时在体内也表现出良好的抗血栓形成作用。此外，sylvestin没有溶血及细胞毒性，且不具有出血风险，具有显著的候选药物开发特征。（Cell Mol Life Sci,2022, 79(5):35416530）