今天给大家介绍的一篇文章题目为“A new gene set identifies senescent cells and predicts senescence-associated pathways across tissues”（一个新的基因组识别衰老细胞并预测衰老相关的组织通路）。
引言
尽管细胞衰老通过衰老相关的分泌表型驱动多种与年龄相关的并发症，体内衰老细胞鉴定仍然具有挑战性。在这里，我们产生一个基因组(SenMayo) ，并验证其在两个老年人群的骨活检富集。我们进一步证明在小鼠衰老细胞的遗传清除之后骨中 SenMayo的减少，以及在药理学衰老细胞清除之后人类脂肪组织中SenMayo的减少。我们接下来使用 SenMayo从人和小鼠的骨髓/骨scRNA-seq数据中在单细胞水平鉴定衰老的造血细胞或间充质细胞。因此，SenMayo通过高度保真的组织和物种识别衰老细胞。利用这个衰老面板，我们能够在单细胞水平上描述衰老细胞的特征，并确定关键的细胞间信号传导途径。SenMayo还代表了一个潜在的临床应用小组，用于监测衰老和其他条件下的衰老细胞负荷，以及研究溶老药物。
研究方法
图一：SenMayo基因组的开发与验证。
a来自队列a(骨和骨髓活检)和队列b(高度富集的骨细胞部分)的人类样品被用于转录组范围的RNA-seq分析；
b利用TRRUST分析30，我们发现几个炎症和应激相关基因，包括SIRT1和NFkB1，在老年妇女中被上调；p值根据Benjamini-Hochberg进行调整；
c两个基因组中，CDKN1A/P21Cip1和几个SASP标记如CCL2和IL6显示随着老化一致的上调，而CDKN2A/p16Ink4a(由于相对较低的表达)没有显着变化；
d常用衰老/SASP基因组(R-HSA-2559582)未能预测衰老过程；
e基因组包括生长因子，跨膜受体和受基因组其他成员高度影响的细胞因子/趋化因子。圆圈大小描绘了群体相互作用，箭头指向这些相互作用的方向；
f在强相互作用网络内编码由9个不同蛋白质类别组成的密集网络。每个圆的大小代表与基因组的其他成员的连通性，灰线代表相互作用；
g基因组中包含的基因在两个人类队列中显着富集老化。名义p值，计算为双侧t检验，因为只有一个基因组被测试，所以没有调整。
图二：SenMayo基因组预测不同组织和物种的衰老。
a与常规基因组相比，SenMayo列表在小鼠脑小胶质细胞衰老过程中显着富集；
b小鼠脑前额叶外皮；
c小鼠背侧海马；
d在老年组中SenMayo基因的富集程度较高。
图三：SenMayo基因组追踪衰老细胞的遗传和药理学清除。
a小组成功显示小鼠骨骼的衰老；
b显示通过AP20187施用消除表达p16Ink4a的衰老细胞以逆转衰老的骨表型37；
c通过特异性地使用SenMayo基因组的表达模式；
d我们使用先前发表的来自我们组的人类脂肪组织的mRNA-seq数据集24,39，以评估D+Q治疗后SenMayo的变化。
e使用SenMayo，在用D+Q处理的受试者中，皮下脂肪样品中SenMayo(p= 0.002)减少。
图四：人类骨髓中SASP相关的造血细胞主要是单核细胞起源的，并通过MIF途径进行交流。
a使用先前发表的来自人类骨髓的scRNA-seq数据集(GSE12044648，n=68,478个细胞)，我们在单细胞水平进行GSEA以揭示负责衰老/SASP相关基因表达的细胞；
b基因组(紫色)的最高富集评分(ES)发生在CD14+和CD16+单核细胞簇内，以统一流形近似和投影(UMAP)表示；
c细胞与骨髓中T细胞的相互作用强度最高，数字代表相对相互作用强度作为相互作用权重的总和。边缘权重与交互作用成正比；
d在SASP细胞的相互作用靶标中，T细胞主要通过 MHC-I，途径靶向；
eMIF和PECAM1信号传导途径的成员在SASP群体中显示高表达模式；
f细胞通过预测功能簇(例如JUN和CDKN2A)的不同共表达模式表征；
g在SASP簇内的亚细胞群体中进行数学分离并空间总结；
h分布的随机邻居嵌入(tSNE)表示中的核基因加权密度估计所示。
编辑
图五：在小鼠骨和骨髓间充质细胞中，骨髓细胞构成SASP细胞的最大比例，并通过MIF和PECAM1途径与骨系和软骨细胞通信，并显示终末分化的特征。
a我们分析了公开可用的小鼠骨和骨髓基因组，并富集了SenMayo基因组的35,368个细胞；
b将前10%衰老/SASP基因表达细胞(n=3537)分配到“SASP细胞”簇。它们显示衰老的典型标志物(包Cdkn1a/p21Cip和Tgfb1)增加；
c细胞的最强相互作用被缩小到软骨细胞，而骨细胞是另一个重要的串扰邻居，数字代表相对相互作用强度作为相互作用权重的总和。边缘权重与相互作用强度成正比，较粗的线表示较强的信号52；
d细胞(粉红色左下角)的外向相互作用模式表明；
e在假时间中，SASP簇在终端分支中最丰富，并且在终端状态下过表达Cdkn1a/p21Cip1(左上嵌体：实线表示表达值作为假时间进度的函数，左侧底部红色，终端分支)；
f在它们的末端分化中，SASP簇富集了几个因子，从中提取出不同的共表达模式(Spearman 相关性)；
g虽然末端分化以Pappa和Fgf7的同时丢失为标志；
h误差带显示的置信区间水平为0.95。Boxplot最小值是四分差在第25百分位以下1.5倍内的最小值，最大值是四分差在第75百分位以上1.5倍内的最大值。
结论
SenMayo在人类数据集中的开发和验证分析了以前发表的27,28以及未发表的人类全骨活检的转录组全mRNA-seq分析。由于相对较低的表达水平，并没有表现出预测的随着年龄增长而增加。
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