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美国国立卫生研究院（NIH）资助的一项研究最新数据显示，中年阶段海马区的免疫细胞谱发生了显著重塑，揭示了衰老可能诱发神经退行性疾病中常见慢性神经炎症的潜在机制。相关研究细节发表于《科学》（Science）期刊，论文题为《人类海马衰老过程中的表观遗传与三维基因组重编程》。
本研究由加州大学圣地亚哥分校、纽约基因组中心与加州大学欧文分校的科学家团队合作完成。研究人员共分析了40名年龄在20~95岁、神经系统健康成年人的死后海马组织样本。
为深入解析相关机制，研究人员结合传统基因表达检测技术与更先进的基因组三维结构、表观基因组分析技术开展研究。“基因表达数据反映的是细胞当下的功能状态，而表观特征则保留了细胞的谱系起源信息，”加州大学圣地亚哥分校表观基因组学中心单细胞基因组学主任、本研究第一作者内森·泽姆克（Nathan Zemke）博士表示，“通过联合应用这两类技术，我们发现了衰老人类大脑免疫细胞的身份与谱系存在重大转变，而这一现象仅通过基因表达数据是无法检出的。”
研究结果显示，50~75岁人群大脑的固有免疫细胞数量呈进行性下降，取而代之的是具备高炎症特征、其他表型与外周血来源免疫细胞相似的细胞群。这一发现对“胚胎发育阶段生成的小胶质细胞（microglia）可在人类整个生命周期中自我更新”的传统认知提出了质疑。研究数据同时表明，通常承担血脑屏障保护功能的细胞会随年龄增长出现功能退化；此外，在多种脑细胞类型中，衰老均伴随大范围、协同发生的基因组结构破坏。
“这种进行性的基因组结构破坏与基因调控模式、细胞身份的改变高度相关，可能揭示了人类大脑衰老的一项核心特征，”纽约基因组中心科学主任兼首席执行官、哥伦比亚大学遗传学与发育学教授、本研究通讯作者任兵（Bing Ren）博士表示。
后续研究将探究固有小胶质细胞丢失的驱动机制，并明确本次新发现的免疫细胞转变是否直接参与阿尔茨海默病及其他年龄相关性神经系统疾病的发生发展。本研究及其他相关研究的成果有望为开发维持大脑功能、降低神经退行性疾病易感性的治疗策略提供新方向。