《Nature Aging 》再生导致衰老有性生殖涡虫的全局组织 rejuvenation（组织年轻化）

　　本研究针对衰老相关功能衰退的逆转难题，以具有超强再生能力的涡虫（Schmidtea mediterranea）为模型，通过单细胞转录组测序（scRNA-seq）等技术，首次揭示截肢再生可逆转衰老引起的神经元丢失、肌肉萎缩及氧化应激等表型，并发现多能成体干细胞（ASCs）的稳定性和再生诱导的远端组织 rejuvenation 现象，为抗衰老干预提供了全新视角。

为了促进科学的传播，生物通采集了这篇文章，如需英文原文，请点击！订阅BioHot索取原文

　　

在生命科学领域，衰老与再生始终是两大核心命题。传统观点认为，随着年龄增长，生物体的组织功能会不可逆地衰退，干细胞活性逐渐丧失。然而，自然界中存在一些"生物学奇迹"——比如被称为"永生动物"的淡水涡虫，它们不仅寿命长达20年，还能通过再生完整修复受损器官。这种神奇能力是否与抗衰老机制相关？衰老的生理标志能否被再生过程逆转？这些问题成为解开长寿之谜的关键。

美国密歇根大学联合哈佛医学院等机构的研究团队在《Nature Aging》发表突破性研究，首次系统揭示有性生殖涡虫（Schmidtea mediterranea）在衰老过程中出现眼结构异常（EEP）、运动能力下降、生殖功能衰退等典型衰老表型，而截肢再生能全局逆转这些变化。通过单细胞分辨率解析年轻、年老及再生个体的头部组织，发现再生可恢复神经元/肌肉细胞比例，降低氧化应激（ROS），并激活新型多能干细胞亚群（es-neo）。更惊人的是，头部再生还能远程 rejuvenation 未受损的尾部组织转录组。这项研究为理解再生与衰老的分子关联提供了全新范式。

RNA m6A 甲基化测序详细技术资料领 取

关键技术方法包括：建立年龄明确的涡虫品系（1-40个月）；通过截肢-再生-喂养（amp-reg-feed）循环诱导 rejuvenation；单细胞转录组测序（scRNA-seq）分析8种组织类型104,617个细胞；CellROX检测氧化应激；端粒限制性片段（TRF）分析；杂交链式反应荧光原位杂交（HCR-FISH）定位干细胞标记物；批量RNA-seq验证远端组织 rejuvenation。

研究结果部分：
"Amputations lead to reduction of EEP phenotypes"：通过长达40个月的追踪，发现老年涡虫（>6个月）出现异位眼/色素（EEP）的比例达64%，而重复截肢再生使同龄个体EEP发生率降至0%（P<0.001），首次证明再生可维持年轻态组织结构。

"Effect of amputation on age-associated physiological changes"：18-24月龄涡虫生育力下降至6%，经再生后恢复至58%（P=0.02）；运动距离在17月龄减少42%，再生后提升67%（P=0.003）；氧化应激标志物CellROX⁺细胞比例在再生后回归年轻水平。

"Characterizing the ASC system"：单细胞图谱鉴定出新型多能干细胞亚群es-neo1/2，高表达端粒酶Tert和干细胞核心基因（smedwi-1/2/3），熵值分析显示其具有更高转录随机性（干细胞特性标志）。与常规认知不同，衰老未导致干细胞数量显著减少或端粒缩短（TRF检测>25kb）。

广告 德国INCYTON实时全息多参数细胞能量代谢分析平台，点击了解

"Regeneration reverses age-associated loss of neurons and muscle"：老年个体头部比例缩小30%（P=3.35×10^-11），多巴胺能神经元（th⁺）减少31%，胶质细胞增加2.6倍（P=1.7×10^-4），而再生可恢复这些变化。肌肉亚群（CA10⁺ BWM）同样呈现衰老可逆性。

"Head regeneration reverses the aging transcriptome in distal tail tissues"：头部再生20天后，尾部转录组与年轻个体的相关性提高21%（P=0.03），64.1%衰老上调基因表达被逆转，证明再生产生系统性 rejuvenation 效应。

结论与讨论：
该研究建立了首个长寿命无脊椎动物衰老研究范式，揭示再生能力与抗衰老的深层关联：多能干细胞（es-neo）的稳态维持是组织 rejuvenation 的细胞基础；损伤信号可能激活保守的年轻化程序，这与哺乳动物中异种共生（heterochronic parabiosis）的远端效应异曲同工；发现的衰老相关基因（如SOSd、UBAC1）在干细胞不对称分裂中的调控，为再生医学提供新靶点。

这项研究颠覆了"衰老不可逆"的传统认知，证明通过激活内源性再生程序可实现多组织协同 rejuvenation。未来研究将聚焦于：解析es-neo干细胞调控网络；开发非损伤性 rejuvenation 策略；探索哺乳动物中类似机制的保守性。这些发现为抗衰老干预开辟了新途径，对神经退行性疾病、肌肉萎缩等年龄相关病变的治疗具有重大启示。

打赏

下载安捷伦电子书《通过细胞代谢揭示新的药物靶点》探索如何通过代谢分析促进您的药物发现研究

10x Genomics新品Visium HD 开启单细胞分辨率的全转录组空间分析！

欢迎下载Twist《不断变化的CRISPR筛选格局》电子书

单细胞测序入门大讲堂 - 深入了解从第一个单细胞实验设计到数据质控与可视化解析

下载《细胞内蛋白质互作分析方法电子书》