新开源工具可以识别老化细胞，帮助对抗慢性疾病

《Nature Communications》Unveiling the cell-type-specific landscape of cellular senescence through single-cell transcriptomics using SenePy

对于人类健康来说，细胞过早衰老是一个大问题。当细胞老化并停止生长时，它的功能就会发生变化，这可能导致或加重心血管疾病、阿尔茨海默病和其他慢性疾病。

　　

对于人类健康而言，过早衰老的细胞是一个大问题。当细胞衰老并停止生长时，其功能会发生变化，这可能会导致或加重心血管疾病、阿尔茨海默病以及其他慢性疾病。然而，这些细胞就像大海捞针一样，很难通过传统科学方法识别。

为了找到这些有问题的细胞，伊利诺伊大学芝加哥分校的一名博士生开发了一个强大的新软件平台，名为SenePy。在《自然通讯》杂志的一篇论文中，Mark Sanborn以及医学院的合著者宣布了这一开源工具，用于在器官和组织中寻找衰老（或称衰老性）细胞。

论文的通讯作者、伊利诺伊大学癌症中心成员、生物化学与分子遗传学系主任兼本杰明·J·戈德堡教授Jalees Rehman博士表示，该工具将助力研究人员更好地研究这些具有生物学重要性的细胞，从而更深入地了解并治疗多种疾病。

“细胞衰老是指细胞过早衰老，细胞停止生长，但不会死亡，而是停止正常功能。”Rehman说，“这会导致问题，因为细胞不会被健康的细胞所替代。相反，它会持续存在并引发炎症，从而扰乱其邻近细胞的功能。”

为了开发SenePy，Sanborn分析了来自超过160万个人类和小鼠细胞的单细胞测序数据。在这个庞大的数据集上，他利用计算工具寻找能够区分衰老细胞与其更健康的邻居的遗传标记。

然而，这并不像在全身各处找到一组通用的衰老细胞标记那样简单。研究人员发现，在不同组织（如心脏、肺或大脑）中，衰老细胞的遗传特征也各不相同。总体而言，他们识别出了72种小鼠和64种人类的衰老细胞遗传标记。

SenePy有助于梳理这种复杂性，使研究人员能够分析自己的组织样本，并将其与UIC团队发现的标记数据库进行比较。该平台的代码是开源的，可以免费使用。

“更多的人会使用它并发现它的价值，因为作为一种开源工具，它对科学界是免费开放的。如果使用它的人越多，那么它在未来治疗中产生影响的潜力就越大。”伊利诺伊大学芝加哥分校生物医学科学研究生教育项目的博士生Mark Sanborn说。

在《自然通讯》杂志的论文中，研究人员利用SenePy研究了衰老细胞在癌症、心脏病发作、COVID-19和大脑炎症中的作用。

“我们发现衰老细胞聚集在一起，因为一个细胞的过早衰老会促使其邻近细胞的功能障碍和衰老。”Rehman说，“SenePy还使我们能够研究衰老如何作为一种自然制动机制，防止肿瘤形成。细胞中癌基因的高激活水平也导致了更高的SenePy衰老评分。”

该团队还研究了清除体内衰老细胞以对抗或预防疾病和衰老的药物（称为衰老细胞清除剂）的有效性。

“因为我们现在拥有了针对特定衰老类型和不同细胞类型的多种标记，我们可以为潜在的新靶点开发新的衰老细胞清除剂。”Sanborn说。

其他UIC的共同作者包括Xinge Wang、Shang Gao和Yang Dai。该研究由美国国立卫生研究院的拨款资助。