作者：Flora發(fā)布日期：2018-04-28

　　為什么年紀大了，免疫力會下降？為什么免疫系統(tǒng)的衰老速度會因人而異？為什么相比于遺傳，環(huán)境對于免疫系統(tǒng)的影響程度更大？近期，科學家們通過分析單個細胞內染色質的差異，找到了回答這些問題的新線索。

圖片來源：Pixabay

　　來自于斯坦福大學醫(yī)學院的科學家們完成了這一龐大的工作，分析了大量免疫細胞。他們發(fā)現(xiàn)，相比于年輕人，老年人的免疫細胞攜帶更多的染色質修飾。而且，這些修飾差異主要來源于環(huán)境。

　　研究團隊的關注點在于組蛋白（與細胞核內DNA緊密結合的蛋白結構）修飾，是表觀遺傳學的重要部分，后者在健康、疾病領域有著不容忽視的地位。相關研究成果在線發(fā)表在最新一期的《Cell》上。

doi.org/10.1016/j.cell.2018.03.079

　　1、表觀遺傳學的影響

　　蛋白質是執(zhí)行細胞活動的主力。一個細胞的身份、功能與其表達的蛋白質類型、數(shù)量密切相關。事實上，體內的每一個細胞都含有相同的DNA，但是皮膚細胞、脂肪細胞和神經細胞表達的蛋白質卻有著很大的差異，因此，它們各自執(zhí)行的功能不同。通過指定基因表達與否，DNA序列上的表觀遺傳標記很大程度上指引、定義了細胞的整體行為。

　　“除去變異或者染色體末端磨損，DNA在衰老的過程中基本保持不變，但是基因的表達程度卻可能經歷著大的變化。”文章通訊作者免疫學和風濕病學教授Paul J. Utz表示道。

　　此外，伴隨著細胞的分裂、衰老等過程，表觀遺傳修飾會不斷變化。其中，免疫系統(tǒng)中大量白細胞的基因表達水平會伴隨著衰老而發(fā)生顯著的變化。

　　考慮到這些，研究團隊推測，免疫細胞發(fā)生與衰老相關的變化，可能源于組蛋白修飾的變化。他們想知道，不同免疫細胞類型受表觀遺傳標記變化影響的程度，而且這種影響模式在不同人之間或者同一個個體不同細胞的差異。

　　2、衰老的免疫細胞

　　Paul J. Utz和生物信息學助理教授Purvesh Khatri、基礎生命科學研究副研究員Alex Kuo和博士后Francesco Vallania合作，利用質譜流式細胞技術（mass cytometry）從單細胞水平分析了免疫細胞的染色質修飾情況。他們分析了22種不同免疫細胞內40種不同類型的表觀遺傳標記，共積累了約217億個數(shù)據(jù)點，并進行了專門的數(shù)據(jù)解析。

　　結果發(fā)現(xiàn)，許多衰老的免疫細胞比年輕的免疫細胞攜帶更多的組蛋白標記。此外，相比于年輕人，老年人免疫細胞之間的組蛋白修飾差異性更大。

圖片來源：Cell

　　3、變化主要源于環(huán)境

　　為了評估環(huán)境、遺傳對于組蛋白標記模式的影響差異，研究人員從同卵雙胞胎、異卵雙胞胎中獲取血液樣本。其中，同卵雙胞胎擁有相同的DNA序列，分享著共同的宮內環(huán)境。雖然異卵雙胞胎DNA有差異，但是宮內環(huán)境、成長環(huán)境（一起長大）相同。

　　結果顯示，相比于年輕的同卵雙胞胎，年老的同卵雙胞胎之間的組蛋白修飾差異較大。而且這些差異相當于兩個完全沒有血緣關系的人。進一步數(shù)據(jù)分析表明，老年人表現(xiàn)出的表觀遺傳差異主要源于非遺傳因素，包括飲食、睡眠、運動、感染、工作、居住的地方，以及生理、心理壓力等。

　　參考資料：1）Key differences in young, older people's immune cells attributed to environment

來源：生物探索