Nat Aging

来源：生物探索 2024-03-22 14:40

该研究解析了灵长类肾上腺衰老的细胞和分子特征，揭示肾上腺皮质区LDLR的下调是介导增龄相关肾上腺结构功能退行、DHEA-S合成分泌减少的分子开关。

中国科学院北京基因组研究所（国家生物信息中心）张维绮课题组联合中国科学院动物研究所刘光慧课题组等在Nature Aging在线发表题为 Aging induces region-specific dysregulation of hormone synthesis in the primate adrenal gland 的研究论文。

研究团队从追踪人群增龄过程中肾上腺激素水平变化入手，在单细胞分辨率系统揭示了灵长类肾上腺不同区域特异的衰老分子特征，发现脂质代谢和类固醇生成途径受损是肾上腺衰老的核心特征。此外，衰老的肾上腺表现为皮质 向心性 分化受阻，且位于皮质最内层、负责合成类固醇激素硫酸脱氢表雄酮（DHEA-S）的网状带细胞对衰老最为敏感。值得注意的是，研究团队发现肾上腺皮质中的低密度受体（LDLR）表达随衰老显著降低，在人肾上腺皮质细胞中靶向失活LDLR，显著抑制细胞的摄取和DHEA-S分泌能力，提示LDLR或可作为人肾上腺衰老及相关疾病干预的新型靶标。该研究揭示了衰老肾上腺功能紊乱的细胞分子基础，为理解内分泌衰老提供了新见解，为干预增龄相关的内分泌紊乱提供了潜在靶标。

在灵长类动物中，肾上腺负责产生类固醇激素和儿茶酚胺两类重要的激素（如醛固酮、糖皮质激素、DHEA-S、等），分别由肾上腺自外向内分布的皮质不同区域和中心的肾上腺髓质合成分泌。在该项工作中，研究团队首先观察到人群队列中两种关键的肾上腺激素 醛固酮和DHEA-S水平随增龄下降，其中以DHEA-S最为显著。DHEA-S是脱氢表雄酮（DHEA）的硫酸化形式，是一种重要的性激素前体，可以在体内转化为雄激素和雌激素。肾上腺皮质的网状带是人体DHEA-S的主要来源地，但值得注意的是，传统啮齿类动物模型的肾上腺并不具备产生DHEA-S的网状带典型结构。因此，研究人员采用肾上腺结构、生理特征和疾病易感性均与人类相似的食蟹猴作为肾上腺衰老的研究模型，刻画了一系列灵长类肾上腺衰老相关的组织学特征，如P21阳性细胞增加、蛋白质聚集体异常沉积、A1-40淀粉样蛋白增加和GPNMB表达增加等。

进一步，通过解析年轻和年老肾上腺的分子调控通路的差别，研究人员发现脂质代谢能力降低和类固醇生成途径紊乱是肾上腺衰老的主要特征。在单细胞水平，研究人员发现肾上腺皮质向心性分化及迁移受阻，处于皮质最内侧的网状带细胞对于衰老尤为敏感。组织学分析也证实，具有合成DHEA-S功能的网状带组织区域随着衰老显著萎缩。接着，研究团队对肾上腺皮质衰老的潜在调控因子进行了和验证，发现细胞表面受体LDLR在肾上腺皮质区域随衰老显著下调，并以网状带细胞最为显著。

LDLR是一种细胞膜受体，主要功能是结合和摄取携带胆固醇的低密度脂蛋白，因此在胆固醇代谢中起着至关重要的作用。而胆固醇是类固醇激素，包括DHEA-S，合成途径的核心前体分子，因此，LDLR的降低可能导致肾上腺皮质细胞无法摄取足够的胆固醇，从而出现 老妇难为无米之炊 的窘境，阻碍下游DHEA-S的合成。为了验证这一假设，研究团队在人原代肾上腺皮质细胞中靶向敲低了LDLR，发现LDLR的靶向失活导致细胞摄取胆固醇降低，同时DHEA-S分泌减少。进一步，研究人员在模拟体内促肾上腺皮质激素和紧张素联合刺激情况下，发现LDLR的靶向敲除导致人肾上腺皮质无法响应生理刺激分泌DHEA-S。这些研究提示LDLR降低是人肾上腺衰老的新型标志物，挽救LDLR有望成为延缓肾上腺衰老的潜在途径。

综上，该研究解析了灵长类肾上腺衰老的细胞和分子特征，揭示肾上腺皮质区LDLR的下调是介导增龄相关肾上腺结构功能退行、DHEA-S合成分泌减少的分子开关。该研究为理解肾上腺衰老和系统衰老的规律提供了新的见解，为干预增龄相关的内分泌紊乱提供了新的思路。

灵长类肾上腺衰老的关键通路(Credit:Nature Aging)

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