索尔克研究所的科学家们绘制了迄今为止最详细的衰老小鼠大脑表观遗传变化单细胞图谱，揭示了DNA甲基化、基因组组织和基因活性如何随年龄增长在不同脑区和细胞类型中演变。该数据集涵盖8个大脑区域和36种不同的脑细胞类型，分析了超过20万个单细胞的甲基化和染色质构象，并使用空间转录组学绘制了近90万个细胞。该图谱现已通过亚马逊网络服务和Gene Expression Omnibus公开发布，可作为解读人类大脑数据集的参考。

衰老与四个主要分子特征相关：慢性炎症、线粒体功能障碍、基因组不稳定性和表观遗传改变。研究表明，表观基因组在驱动衰老过程中起着核心作用。一种特定的表观遗传修饰——甲基化，与大脑功能、行为和神经系统疾病密切相关。然而，收集有意义的甲基化数据具有挑战性，因为大脑包含许多专门的区域和多样的细胞群。

主要发现

甲基化结果显示，年龄相关的变化在非神经元细胞中更为明显。研究人员还观察到，被称为“跳跃基因”的转座元件随着细胞衰老而失去DNA甲基化，这表明通常不活跃的基因组片段可能在老年大脑中变得活跃，扰乱正常的细胞功能。染色质构象数据揭示了与衰老相关的额外结构变化，特别是在拓扑关联结构域边界处信号更强，相邻CTCF结合位点的可及性增加。

深度学习和未来方向

研究人员已经创建了能够利用未来多组学表观遗传数据预测基因表达模式的深度学习模型。这种方法最终可能支持开发模拟大脑衰老方式的虚拟模型。研究团队希望，通过广泛共享这一资源，全球合作将加速与大脑衰老和神经退行性疾病相关的发现。

参考文献

Zeng, Q., Ecker, J. R., Behrens, M. M. et al. (2026). Cell-type-specific transposon demethylation and TAD remodeling in aging mouse brain. Cell. DOI: 10.1016/j.cell.2026.02.015

该研究通过单细胞多组学分析（包括DNA甲基化、染色质构象和空间转录组学），构建了衰老小鼠大脑的表观遗传图谱。研究发现，非神经元细胞的甲基化变化更为显著，转座元件（跳跃基因）出现去甲基化，并且染色质拓扑关联结构域（TAD）边界发生重塑。研究团队来自索尔克研究所等机构。