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11月25日,我国科学家在《发育细胞》杂志上发表研究论文称,他们用目前精度最高的生物技术对这个关键的问题进行了解答。
“我们对35678个眼睑皮肤细胞进行了单细胞测序,获得了大约530个GB的数据。”论文通讯作者之一、中国科学院北京基因组研究所研究员张维绮告诉科技日报记者,他们与中国科学院动物研究所刘光慧研究组、曲静研究组合作,通过分析单细胞测序技术获得的基因表达数据,从上万个细胞中找到了年轻皮肤细胞与衰老皮肤细胞在分子水平上的区别,锁定了决定年轻与否的关键因子。
“在全身的皮肤中,脸部皮肤的衰老非常明显。”张维绮解释,而在衰老的过程中,眼睑又最为明显。眼睑皮肤的衰老是全身衰老的“先锋队”和“缩影”。
“有研究表明,AI人脸识别的模型中就包括了眼部皮肤的识别模型,这种模型通过人脸识别的方法,能够较为精确地预测人的年龄。”张维绮说。
正因为如此,研究团队在诸多人体细胞中,选择了人类的眼睑细胞作为研究对象。“我们的样本来自整形医院的重睑术。”张维绮说,这使得关于衰老的研究能够在人体细胞上直接进行,而此前的大部分研究是基于实验动物,难以准确揭示人体内衰老的规律。
获得年轻、中年和年老3个代表时期的人眼睑皮肤样品花费了团队很长时间。“通过传统的染色方法,我们证明这些皮肤细胞是存在明显年龄区别的。”张维绮说,3个年龄段的细胞在表皮厚度、真皮胶原密度等方面都有一系列增龄变化。
把这些细胞集合到一起之后就汇成了一个涵盖细胞所有基因表达情况的图谱。图谱由每个细胞的信息大数据组成,任何一个细胞的“异动”都能够被感知。
单细胞技术可以“摸底”人皮肤衰老过程中细胞和分子水平的改变,研究人员进而绘制出了不同年龄段的多种皮肤细胞类型的基因表达图谱。
“包括表皮基底细胞、有棘细胞、颗粒细胞、黑色素细胞、真皮细胞等在内的各种皮肤细胞都有自己的‘画像’。”张维绮说,就像人脸识别用的是人脸信息大数据,细胞“画像”用的是它的分子表达。
“我们发现,富含表皮干细胞的表皮基底细胞在个体间差异最大。”张维绮。