身体最重要的保护特征之一是脑屏障系统，包括血脑屏障和血-脑脊液屏障。这些屏障由高度特化的细胞组成，允许必需营养物质进入，同时排斥可能在血液中循环的危险毒素和病原体。科学家长期以来一直了解这些屏障的作用，但对它们在发育过程中如何构建知之甚少。
一项由加州大学圣地亚哥分校研究人员领导并在《细胞》杂志上发表的新研究揭示了一个关键贡献者：衰老细胞。这些细胞通常与衰老和疾病相关联，但在发育过程中似乎有助于构建和支撑大脑的保护屏障。
对衰老细胞的新见解源于对其不断发展的理解。传统上，这些细胞被称为"僵尸细胞"，因为它们不再能够分裂但又不会完全死亡。衰老细胞随年龄积累，与组织功能障碍、慢性炎症和认知能力下降有关，使其成为旨在延缓年龄相关衰退的疗法的有吸引力目标。
然而，近年来的研究表明，衰老细胞并不严格与衰老和疾病相关联。研究人员在发育中的小鼠胚胎中发现了暂时出现的衰老细胞，并在肢体和肾脏发育中发挥作用。其他研究发现，衰老细胞在伤口愈和中具有短暂作用，表明这些细胞在某些情况下可能是有益的。这导致了一种观点，即当衰老是暂时的时是有益的，但当它持续存在时是有害的。
研究人员发现，在发育过程中有三种细胞类型进入衰老状态：血管内皮细胞（红色）、脑内巨噬细胞（绿色）和脉络丛上皮细胞（黄色）。Credit: Ella Maru Studio, conceptualized by Ashley Watson and Hiruy Meharena
Credit: Cell (2026). DOI: 10.1016/j.cell.2026.05.022
细胞如何被发现
加州大学生物科学学院助理教授Hiruy Meharena实验室的研究表明，衰老细胞在大脑发育中扮演着先前未被认识的角色。
通过研究发育中小鼠的大脑，项目科学家Ashley Watson发现了在两个关键脑屏障系统形成过程中特定阶段出现的衰老细胞：血脑屏障和血-脑脊液屏障。
Watson说："我们发现这些与衰老相关的状态出现在非常特化的屏障细胞类型中，并且在大脑发育的精确时刻出现，这表明它们可能在构建大脑的保护屏障中发挥特化作用。"Watson是该研究的第一作者。
研究人员在研究中使用了多种方法，包括单细胞RNA测序、成像和基因谱系追踪。他们发现有三种细胞类型在发育过程中进入衰老状态：血管内皮细胞、脑内巨噬细胞和脉络丛上皮细胞。
屏障发育中的不同作用
这些细胞以不同方式促进大脑保护屏障的形成。在内皮细胞和巨噬细胞中，衰老似乎有助于协调血管模式和血脑屏障的形成。在产生脑脊液并形成血-脑脊液屏障的脉络丛中，衰老似乎支持屏障的发育和功能。
研究人员发现，衰老的血管内皮细胞和脑内巨噬细胞仅在形成血脑屏障的胚胎血管生长和重塑过程中短暂出现。相比之下，脉络丛上皮细胞在发育后长期保留衰老特征，并持续存在于成年期。
Meharena说："这是最令人意外的发现之一。发育性衰老通常被视为一个短暂的过程。在这里，我们发现了一群大脑细胞似乎在成年后仍保持与衰老相关的特征。这项研究表明，衰老可以采取多种形式，具体取决于细胞类型和发育阶段。"
为了测试这些细胞是否具有功能性重要性，研究人员在胚胎发育过程中消除了衰老细胞。缺乏这些细胞的小鼠胚胎出现了脑屏障形成和液体平衡的异常，表明与衰老相关的细胞有助于正常的大脑发育。
Watson说："最让我们惊讶的是，衰老不是一个单一的状态。它在不同细胞类型中看起来非常不同，并且似乎根据发生的位置和时间发挥不同的功能。此外，这些细胞并不是独立行动的。衰老似乎帮助不同类型的细胞协同工作，以构建并在某些情况下维持大脑的保护屏障。"
研究人员目前正在研究衰老及相关过程如何在脑疾病中展开。
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