2025年5月28日,廣東省人民醫(yī)院關(guān)海霞團(tuán)隊(duì)在
Aging Cell在線發(fā)表題為 “
Circadian Gene BMAL1 Regulation of Cellular Senescence in Thyroid Aging” 的研究論文,利用單細(xì)胞轉(zhuǎn)錄組測(cè)序技術(shù),系統(tǒng)分析了甲狀腺的增齡性改變,并就節(jié)律紊亂對(duì)甲狀腺細(xì)胞衰老的影響進(jìn)行了探討,為甲狀腺的生理病理學(xué)機(jī)制提供了新的研究視角。
隨著全球老齡化進(jìn)程加快,甲狀腺疾病(尤其是甲狀腺功能減退)在老年人群中的發(fā)病率日益攀升。健康老年人群的促甲狀腺激素(TSH)水平呈現(xiàn)上升趨勢(shì),但甲狀腺組織是否發(fā)生細(xì)胞衰老及其與甲狀腺激素(TH)合成功能的關(guān)系尚不明確。
為探究甲狀腺衰老的分子與功能特征,研究團(tuán)隊(duì)首先分析了青年、中年和老年組人類甲狀腺組織的單細(xì)胞RNA測(cè)序(scRNA-seq)數(shù)據(jù),鑒定了數(shù)千個(gè)衰老相關(guān)差異表達(dá)基因,并揭示甲狀腺衰老現(xiàn)象在中年組即已顯現(xiàn)。隨著衰老進(jìn)程,甲狀腺激素合成相關(guān)基因表達(dá)水平不降反升,提示甲狀腺上皮細(xì)胞(EPI)可能通過基因表達(dá)調(diào)控響應(yīng)TSH水平升高。同時(shí),EPI細(xì)胞的衰老相關(guān)分泌表型(SASP)隨年齡增長(zhǎng)逐漸增強(qiáng),并發(fā)現(xiàn)一類功能減退且細(xì)胞衰老顯著加劇的上皮細(xì)胞亞群(CDKN1A_EPI)。
圖1 研究設(shè)計(jì)
圖2 甲狀腺衰老細(xì)胞的特征及功能
隨著年齡增長(zhǎng),生物節(jié)律常發(fā)生顯著改變,而甲狀腺功能亦受晝夜節(jié)律調(diào)控。值得注意的是,作為核心生物節(jié)律調(diào)控基因的
ARNTL/BMAL1
CLOCK在衰老過程中呈現(xiàn)表達(dá)水平下調(diào),提示甲狀腺生物節(jié)律調(diào)控能力隨年齡增長(zhǎng)可能引發(fā)節(jié)律紊亂。基于
BMAL1表達(dá)下調(diào)可能促進(jìn)細(xì)胞衰老的假設(shè),研究者采用正常甲狀腺細(xì)胞系,通過 siRNA 干擾及 CRISPR/Cas9-sgRNA 技術(shù)分別敲低或敲除 BMAL1 ,均觀察到細(xì)胞衰老表型顯著增加。進(jìn)一步通過構(gòu)建甲狀腺特異性Bmal1敲除小鼠模型發(fā)現(xiàn)Bmal1下調(diào)可抑制NfkbiaNF-κB抑制因子)的表達(dá),從而促進(jìn)細(xì)胞衰老并損害甲狀腺激素合成的功能,這一機(jī)制在細(xì)胞系實(shí)驗(yàn)及轉(zhuǎn)錄組測(cè)序中得到驗(yàn)證。
圖3 節(jié)律基因BMAL1通過NFKBIA調(diào)控細(xì)胞衰老
本研究揭示生物節(jié)律紊亂通過促進(jìn)甲狀腺細(xì)胞衰老加劇甲狀腺功能衰退,為理解甲狀腺衰老機(jī)制及維持甲狀腺功能穩(wěn)定性提供了新的理論依據(jù)。
廣東省人民醫(yī)院縱丹丹博士、南方醫(yī)科大學(xué)南方醫(yī)院孫百慧博士為本文的共同第一作者,廣東省人民醫(yī)院內(nèi)分泌科的關(guān)海霞教授為本文的通訊作者。廣東省人民醫(yī)院葉綺婷碩士、西安交通大學(xué)第一附屬醫(yī)院曹宏鑫博士為本研究主要參與人。研究得到了西安交通大學(xué)第一附屬醫(yī)院侯鵬教授和祭美菊教授的指導(dǎo)。
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