应用单细胞转录组技术研究神经干细胞衰老基因
最近，同济大学孙毅教授课题组在Protein & Cell杂志上发表了题为“Single-cell transcriptomics reveals gene signatures and alterationsassociated with aging in distinct neural stem/progenitor cell subpopulations”的研究论文，首次采用群体和单细胞转录组综合分析方法，分析了神经干细胞/神经前体细胞（Neural stem cell/ neural progenitor cells, NSC/NPCs）不同亚群的与衰老相关的基因特征和分子改变以及可能涉及到的信号通路，该研究有助于人们更好的认识衰老的发生机理机制。
随着衰老的发生，成体神经会发生退化，经常伴随着NSC/NPCs的减少。另外，NSC/NPCs活性的抑制被认为与认知水平的下降有关。但是，这些与衰老相关的NSC/NPCs的变化机制目前知道的很少。对NSC/NPCs在衰老过程中的变化机制进行深入研究，有助于治疗和改善衰老相关的神经退行性疾病。
成体神经干细胞/神经前体细胞主要位于侧脑室的室管膜下区和海马齿状回颗粒下区，具有复杂的细胞微环境，而且大脑中的神经干细胞/神经前体细胞具有很强的异质性，想要阐明不同亚型的神经干细胞/神经前体细胞的衰老机制面临着很大的挑战。随着单细胞转录组技术的不到发展和完善，为相关研究提供了新的解决方案。
该篇论文中，研究人员首先通过实验确定了小鼠年老后，神经干细胞/神经前体细胞的增殖能力和神经元生成能力均下降，并且数量也明显减少。研究人员取青年和老年小鼠的脑室下区/室管膜下区组织和体外培养的神经干细胞/神经前体细胞进行群体RNA测序，并将从体内分离得到的不同亚群的神经干细胞/神经前体细胞进行单细胞RNA测序。综合分析群体和单细胞测序数据，结合免疫荧光染色结果，发现老年小鼠脑室下区/室管膜下区的神经干细胞/神经前体细胞处在高炎症的环境中，而且这种高炎症的环境可能是由于活化的小胶质细胞引起的。研究人员推测，高炎症的环境抑制了老年小鼠神经干细胞/神经前体细胞向神经元的分化，促进向星形胶质细胞的分化。
研究人员进一步对不同年龄的群体和单细胞测序数据进行了差异表达基因的GO分析，发现在老年小鼠的所有神经干细胞/神经前体细胞群中，都出现增殖和细胞周期相关的基因下调。并且，每种亚群这些下调基因各不相同，推测每种亚群都具有各自不同的调控网络调节增殖和细胞周期相关基因的下降。
同时，研究人员发现在老年小鼠神经干细胞/神经前体细胞亚群，Mapk/Erk信号通路相关的基因（Erk1/2）下调。它是一个重要的调节细胞增殖的信号通路。体外用p-Erk1/2抑制剂处理原代培养的神经干细胞/神经前体细胞显示出明显的神经球形成抑制能力，提示Mapk/Erk信号通路可能涉及与衰老相关的神经干细胞/神经前体细胞增殖能力改变。
