
衰老及其相关疾病对人类健康构成严峻挑战。解析衰老机制、研发干预手段,均依赖高保真、可转化的实验动物模型。然而,传统啮齿类模式动物与人类亲缘关系较远,许多基础研究成果难以向临床转化,这是衰老转化医学发展受限的重要原因之一。近日,电子游戏app下载安装何永捍团队联合该所实验动物中心,以树鼩为特色模式动物,系统刻画其衰老特征,并验证其与人类衰老的保守性,为突破衰老研究的模型转化瓶颈、揭示哺乳动物衰老演化规律提供了新的动物模型选择。相关成果以Tree shrew as an emerging model for aging research: characterization of senescence and therapeutic interventions为题,发表于衰老研究领域国际期刊Aging Cell。
树鼩在亲缘关系上比啮齿类更接近于灵长类,基因组及部分生理代谢特征也比啮齿类更接近人类;相较于非人灵长类,其饲养成本低、繁殖周期短、体型小巧,是颇具潜力的非人灵长类替代实验动物。尽管树鼩已应用于神经系统疾病、感染性疾病、生殖系统疾病及肿瘤等研究,但其衰老的整体表型、分子特征与药物应答规律仍缺乏系统验证。
研究团队构建了多维度实验体系,从细胞、组织与个体水平系统刻画了树鼩的衰老特征。细胞层面,团队通过电离辐射、药物诱导与复制压力三种方式建立了成纤维细胞衰老模型,发现树鼩细胞均呈现出典型且稳定的细胞衰老表型。与小鼠细胞相比,相同方式诱导的树鼩衰老细胞阳性率及分子表达模式均更接近人类细胞。组织层面,树鼩心脏、肝脏、肾脏、脾脏、肺脏、主动脉与大脑等组织器官存在广泛且具有组织特异性的衰老相关分泌表型(SASP)激活与衰老通路扰动,其分子模式呈现出与人类系统性衰老相似的特征。个体层面,团队对不同年龄段树鼩的衰老进程进行系统追踪,发现树鼩随增龄呈渐进式全身性衰老,出现躯体机能减退、代谢紊乱、骨量丢失、多器官纤维化、组织退行性改变及自发性肝脏肿瘤风险升高等表征,高度复现了人类衰老中多器官功能衰退、慢性炎症累积与肿瘤易感等特征。团队进一步整合了人、树鼩和小鼠的肝脏与脾脏年龄相关转录组数据,发现树鼩在部分衰老相关基因表达变化轨迹上与人类具有相近的趋势,而小鼠的代谢、免疫相关衰老基因表达模式则与人类存在明显差异,从组学层面提示树鼩衰老模型在跨物种转化研究方面的优势。
为评估该模型用于药物评价的可行性,团队采用达沙替尼联合槲皮素(D+Q)这一经典的衰老细胞清除(senolytic)方案干预老年树鼩。结果显示,D+Q可缓解衰老相关转录组紊乱,抑制促纤维化、脂代谢紊乱及慢性炎症等异常通路,激活DNA修复、细胞稳态维持等保护性通路,并改善肝脏脂肪变性、组织纤维化等病理损伤;在主动脉、肾脏、肺脏、脾脏等多个器官中均检测到抗衰老转录应答,初步展现出树鼩作为临床前抗衰老药物评价模式动物的潜力。
综上,研究系统揭示了树鼩与人类在衰老表型上的相似性,明确了其作为新型衰老模型的表型基础与分子依据,并初步验证了其药物评价价值,为衰老演化规律研究、多器官衰老病理分析及抗衰老药物筛选与药效评估提供了更接近人类的实验平台。
研究中,昆明动物所博士研究生罗秋妮、实验动物中心肖文娴、衰老调控与功能研究学科团队博士后董鑫为共同第一作者,昆明动物所研究员何永捍与实验动物中心主任吕龙宝为共同通讯作者。研究得到国家重点研发计划、国家自然科学基金、云南省基础研究专项等项目资助。
文章链接:https://doi.org/10.1111/acel.70781

图.树鼩细胞衰老与个体衰老模式及其对senolytic药物干预的反应性
