Single-Cell Transcriptomic Atlas of Primate Ovarian Aging

DOI: 10.1016/j.cell.2020.01.009

发表时间：2020年2月

关键技术：scRNA‑seq、组织与细胞染色、RNA‑seq、siRNA等

1.  现象发现：卵巢衰老的细胞与分子特征

       构建年轻（4-5岁）与老年（18-20岁）食蟹猴卵巢的单细胞转录组图谱，鉴定出7种卵巢细胞类型：卵母细胞、颗粒细胞（GCs）、基质细胞、平滑肌细胞、内皮细胞、免疫细胞（NK T细胞、巨噬细胞）。

       卵母细胞可进一步分为4个亚型（C1~C4），对应原始卵泡 → 初级 → 次级 → 窦卵泡的连续发育阶段。

       老年卵巢中，**早期卵母细胞（C1/C2亚型）和颗粒细胞**表现出最显著的衰老相关转录变化：抗氧化基因（如GPX1、GSR、IDH1、PRDX4、NDUFB10）特异性下调，伴随氧化损伤（8-OHdG↑、γH2AX↑）、凋亡增加（TUNEL+）、增殖下降（Ki67）。

2.  分子机制解析：细胞类型特异的抗氧化通路失活

      卵母细胞（尤其早期）：下调GPX1、GSR等抗氧化酶，转录调控网络涉及TCF3、HSPA5等核心因子。

      颗粒细胞*：下调IDH1、PRDX4、NDUFB10等氧化还原酶，上调促凋亡基因，转录调控涉及ELF4、FOSB等。

老年卵巢中卵母细胞与颗粒细胞的抗氧化防御系统均被抑制，但调控机制不同（不同hub基因驱动）。

3.  功能验证：人类颗粒细胞中敲低抗氧化基因重现衰老表型

     获取21-46岁健康女性的原代颗粒细胞（hGCs），证实随年龄增加ROS水平升高、凋亡增加，且IDH1、PRDX4、NDUFB10表达下降。

在KGN人颗粒细胞系中分别敲低IDH1、NDUFB10或PRDX4：

    敲低后细胞对H₂O₂氧化应激更敏感：增殖减慢、线粒体质量增加、膜电位去极化、ROS升高、凋亡增加。

    转录组分析显示：敲低IDH1或NDUFB10后，上调的基因富集于“细胞死亡”、“衰老”通路，下调的基因富集于“氧化还原酶活性”通路。

    部分差异表达基因（如DCXR、TXNIP）与老年猴颗粒细胞中变化的基因重叠，提示跨物种保守机制。

灵长类卵巢衰老过程中，早期卵母细胞和颗粒细胞发生细胞类型特异性的抗氧化基因表达下调，导致氧化损伤积累、凋亡增加和功能衰退。在人类颗粒细胞中敲低这些抗氧化基因可模拟衰老表型，揭示了IDH1、PRDX4、NDUFB10等作为卵巢衰老诊断标志物和抗衰老干预靶点的潜力。