华中科技大学王世宣/栗妍/戴俊揭示人类卵巢衰老的时空转录组学变化及FOXP1的调控作用

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Nat Aging | 华中科技大学王世宣/栗妍/戴俊揭示人类卵巢衰老的时空转录组学变化及FOXP1的调控作用
8 `) U. n. K5 s0 R- b来源：生物探索 2024-04-11 09:416 L5 q8 A) N1 H* P/ S: u; c
该研究提出了一个时空图谱，系统地描述了在卵巢生命周期的三个代表性阶段人类卵巢衰老的空间原型和细胞异质性：生殖年轻(18-28岁)，中年(36-39岁)和老年(47-49岁)。6 {  B8 M' p, y5 ?
华中科技大学王世宣、栗妍及戴俊共同通讯在Nature Aging 在线发表题为“Spatiotemporal transcriptomic changes of human ovarian aging and the regulatory role of FOXP1”的研究论文，该研究结合单细胞RNA测序和空间转录组学，系统地表征了人类卵巢衰老，并观察了衰老过程中八种卵巢细胞的时空分子特征。+ i8 ?% H3 ~4 l  _  Y
对与年龄相关的基因表达变化的分析表明，DNA损伤反应可能是卵母细胞衰老的关键生物学途径。鉴定了3种颗粒细胞亚型和5种theca和基质细胞亚型，以及它们在衰老过程中的时空转录组学变化。FOXP1 是卵巢衰老的调节因子，随着年龄的增长而下降并抑制 CDKN1A 转录。沉默 FOXP1 会导致小鼠卵巢功能不全。这些发现提供了对人类卵巢衰老时空变异性的全面理解，有助于确定潜在诊断生物标志物和治疗策略的优先次序。
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具有生育和激素分泌功能的卵巢在整个女性生殖生命周期中起着至关重要的作用。卵巢功能在大约20至30岁时达到顶峰，30岁后开始下降，然后在大约50岁时达到衰竭。经历更年期的人会在大约30年内遇到许多功能失调的结果，例如骨质疏松症、心血管疾病、肥胖症、肿瘤、阿尔茨海默病和糖尿病。随着全球预期寿命的延长，卵巢衰老逐渐成为更年期女性的主要健康问题。) x" D  Q% F/ a. s9 w0 S: J) c
开发延缓卵巢衰老的治疗策略需要全面了解细胞成分、分子特性及其时空变化。人类卵巢由不同阶段的卵泡组成，作为基本功能单位和大量的基质细胞元件。用于研究细胞异质性的单细胞RNA测序（scRNA-seq）促进了器官衰老的图谱绘制，分辨率前所未有。最近使用scRNA-seq的研究表明，人类卵巢中存在丰富的细胞类型，如颗粒细胞、卵母细胞、基质细胞和免疫细胞。此外，对小鼠和灵长类动物卵巢的研究提供了衰老过程中的细胞特异性发现；然而，人类卵巢衰老的多样化细胞景观和细胞类型特异性调控变化仍然未知。
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研究流程图（Credit: Nature Aging）' _" f+ U" N+ N* B& }
人类卵巢在皮层和髓质上表现出广泛的变异，卵子发生的过程始于皮层，而卵巢的髓质区域经历了戏剧性的重组。因此，了解空间原型对于全面了解卵巢的衰老动力学是必要的。scRNA-seq技术需要将组织分离成单细胞悬浮液，增加了研究卵巢空间结构的难度。尽管一些基于原位杂交(ISH)的方法获得了空间信息，但它们只能同时检测到少数已知的靶基因。空间转录组学(ST)是一项新技术，它使用大量条形码oligo-dT引物捕获细胞切片中的信使RNA，然后将转录物映射到组织切片上，从而实现基因表达的空间可视化。这种方法有助于亚细胞分辨率的分析，以确认基于ST和scRNA-seq的区域标记和细胞类型身份。
) a% M5 u* l) c, r2 l8 D$ z该研究提出了一个时空图谱，系统地描述了在卵巢生命周期的三个代表性阶段人类卵巢衰老的空间原型和细胞异质性：生殖年轻(18-28岁)，中年(36-39岁)和老年(47-49岁)。然后，确定了FOXP1是卵巢衰老的中心保护因子。因此，该研究为人类卵巢衰老的机制和潜在的治疗靶点提供了有价值的启示。% j: Z; {$ p& x! g  r

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