背景介绍
在整个生命周期中,脂肪组织的质量和脂肪成脂分化潜力都会发生变化。脂肪组织的血管基质成分(Stromal vascular fraction,SVF)中存在一类细胞,名为前脂肪细胞(Adipose precursor cells),它能分化成脂肪细胞,从而增加脂肪细胞数量。在传统方法中使用脂肪祖细胞(Adipose progenitor cells,APCs)特定的分子标记物,如CD24、Pdgfra和Pref-1(也称为Dlk1),通过流式细胞荧光分选(FACS)和遗传谱系示踪(Genetic lineage tracing)方法进行特定分离鉴定,进而揭示出脂肪组织中存在的细胞异质性。
近年来,单细胞RNA测序(scRNA-seq)已经成为解析前脂肪细胞(adipose precursors)异质性的一项新技术,它为从多能间充质干细胞(Mesenchymal stem cells,MSCs)到确定命运的前脂肪细胞(Committed adipose precursor cell)的分化成脂轨迹提供了新的见解。然而,许多scRNA-seq研究使用了FACS去除免疫细胞后的SVF细胞,因此它们可能反映不了所有的前脂肪细胞(adipose precursors)亚群,从而无法说明这些细胞的完整结构层次。
在衰老过程中,内脏脂肪组织(Visceral adipose tissue,VAT)和肌肉间脂肪(Inter-muscular fat)呈现增加的趋势。相比之下,小鼠和人类的外周皮下脂肪组织(Subcutaneous adipose tissue,SAT)随着年龄的增长而显著减少。VAT与如胰岛素抵抗和心血管疾病等在内的病理状态的发生发展有关,而SAT含较多米色脂肪,可以促进产热能力增加,对人类代谢性疾病则具有潜在的保护作用。尽管VAT和SAT在衰老过程中的发生不同的变化,但是一般认为它们作为人类脂肪祖细胞(adipose progenitors)的增殖和分化能力都会在衰老过程中会急剧下降。由于这些细胞会发生衰老和凋亡,最终导致小鼠和人类的白色脂肪(White adipose tissue, WAT)质量改变,并对全身代谢产生影响。然而,至今为止在衰老过程中SVF细胞亚群的潜在变化以及不同亚群之间存在的相互关系、分子机制研究尚不清楚。
为了研究SAT在衰老过程中减少的分子机制,研究人员使用了scRNA-seq方法比较了年轻和衰老小鼠SAT中未去掉免疫细胞的全部SVF细胞。作者发现,随着年龄的增长,前脂肪细胞亚群(Adipose precursor populations)的数量急剧下降,同时检测到SAT中出现一个细胞亚群,此细胞亚群伴随衰老而产生并进一步积累,研究人员将其命名为小鼠的衰老依赖性调节细胞(Aging-dependent regulatory cells,ARCs)。在老年志愿者的SAT中检测到了ARC亚群,而年轻志愿者中则没有发现。虽然ARC细胞亚群也有表达脂肪祖细胞(adipose progenitor)阳性标记分子物,但它们表现出分化能力受损,并高表达炎症细胞因子,如Ccl6。除此之外,该细胞亚群虽不表达泛免疫标记物分子(pan-immune marker)CD45,但高表达促炎症基因。研究人员还发现,