科学家揭示衰老对免疫细胞三维染色质组织的影响

6月12日,美国国立卫生研究院衰老研究所研究员Ranjan Sen课题组,首次揭示了衰老对免疫细胞中三维染色质组织的影响,并将其与B细胞的发育和其前体细胞的功能联系在了一起,展示了基因组学和三维染色质研究在揭示衰老机制方面的巨大潜力,提供了一种未来开发抗衰老疗法的可能方向。相关研究发表于《自然—细胞生物学》。

细胞分化、个体发育、特定疾病以及细胞衰老过程中发生的三维染色质结构变化或重组,与基因复制、修复、转录和重组等最基本的生命活动密切相关。但关于个体衰老过程中染色质结构变化的研究,尤其是将这种变化与功能衰减相关联的研究却很少。B细胞在适应性免疫中扮演着至关重要的角色,而随着年龄的增长,B细胞的生成和功能显著下降,这也是老年个体免疫力低下的重要原因之一。

研究团队利用Hi-C、RNA测序等技术,系统分析了年轻和年老小鼠的B细胞祖细胞(pro-B)中的三维基因组结构和基因表达。结果表明,小鼠pro-B细胞在衰老过程中存在显著的三维染色质结构重组,特别是在多个B细胞关键转录因子的基因座位置,且染色质结构重组伴随着相关基因座的表观遗传修饰变化和基因表达下调。研究人员进一步分析发现,衰老引起了免疫球蛋白重链编码基因座所在的拓扑关联结构域内的DNA互作减弱,导致原初B细胞受体(即抗体)谱多样性降低,这些变化最终造成B细胞发育和功能的缺陷,很可能是衰老相关免疫功能下降的关键原因。 (来源:中国科学报 江庆龄)

小鼠pro-B细胞在衰老过程中染色质结构变化。图片来源于《自然—细胞生物学》

相关论文信息:https://www.nature.com/articles/s41556-024-01424-9