北京基因组所（国家生物信息中心）张维绮研究组相助揭示灵长类肾上腺衰老中LDLR介导的胆固醇代谢通路的作用
内排泄系统是人体内庞大而重要的协调控制系统，它利用激素作为通报信息的“信使”，在机体各项生命运动中发挥着不可或缺的作用。肾上腺是内排泄系统的重要组成器官，虽体积小，却饰演着远程调控和紧急响应安排的重要角色，在调理压力、维持血压、控制心率以及调控代谢、免疫和生殖等方面具有要害作用。随着年龄的增长，肾上腺的功效逐渐衰退，激素排泄爆发紊乱，这些变革可引起应激反应受损、免疫功效下降、全身性炎症增加，并影响影象、认知和睡眠周期，使个体更容易受到病原体侵袭，泛起疲劳、心悸、失眠等一系列衰弱症状。别的，肾上腺功效衰退与高血压、心血管疾病、慢性肾病和糖尿病等衰老相关疾病的爆发密切相关。然而，恒久以来，肾上腺衰老的细胞分子调控机制一直处于相对空白的状态。系统剖析肾上腺的衰老表型、调控机制和靶标，关于预警和干预机体衰老具有重要意义。
2024年3月20日，pg电子官网（国家生物信息中心）张维绮课题组联合pg电子官网动物研究所刘光慧课题组等在Nature Aging在线宣布题为“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历程中肾上腺激素水平变革入手，在单细胞区分率水平系统揭示了灵长类肾上腺差别区域特异的衰老分子特征 ，发明脂质代谢和类固醇生成途径受损是肾上腺衰老的焦点特征。别的，衰老的肾上腺体现为皮质“向心性”剖析受阻，且位于皮质最内层、卖力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，研究团队发明肾上腺皮质中的低密度脂卵白受体（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，显著抑制细胞的胆固醇摄取和DHEA-S排泄能力，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效紊乱的细胞分子基础，为理解内排泄衰老提供了新见解，为干预增龄相关的内排泄紊乱提供了潜在靶标。
在灵长类动物中，肾上腺卖力爆发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、肾上腺素等），划分由肾上腺自外向内漫衍的皮质差别区域和中心的肾上腺髓质合身排泄。在该项事情中，研究团队首先视察到，人群行列中两种要害的肾上腺激素—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，古板啮齿类动物模型的肾上腺并不具备爆发DHEA-S的网状带典范结构。因此，研究人员接纳肾上腺结构、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、卵白质聚集体异常沉积、Aβ1-40淀粉样卵白增加和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，研究人员发明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，研究人员发明肾上腺皮质向心性剖析及迁移受阻，处于皮质最内侧的网状带细胞关于衰老尤为敏感。组织学剖析也证实，具有合成DHEA-S功效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筛查和验证，发明细胞外貌受体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，主要功效是结合和摄取携带胆固醇的低密度脂卵白，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，合成途径的焦点前体分子，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，从而泛起“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，发明LDLR的靶向失活导致细胞摄取胆固醇降低，同时DHEA-S排泄减少。进一步，研究人员在模拟体内促肾上腺皮质激素和血管紧张素联合刺激情况下，发明LDLR的靶向敲除导致人肾上腺皮质无法响应生理刺激排泄DHEA-S。这些研究提示LDLR降低是人肾上腺衰老的新型标记物，增补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效退行、DHEA-S合身排泄减少的重要分子开关。该研究为理解肾上腺衰老和系统衰老的纪律提供了新的见解，为干预增龄相关的内排泄紊乱提供了新的思路。
pg电子官网（国家生物信息中心）博士研究生王俏然、pg电子官网动物研究所硕士研究生王雪宝、pg电子官网（国家生物信息中心）刘蓓蓓博士、pg电子官网动物研究所/北京干细胞与再生医学研究院马帅“致一”研究员及衢州市人民医院张峰教授为论文的配合第一作者。pg电子官网（国家生物信息中心）张维绮研究员、pg电子官网动物研究所刘光慧研究员和曲静研究员为文章的配合通讯作者。
灵长类肾上腺衰老的要害通路
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