當你老了，頭發白了，睡意昏沉
當你老了，走不動了，爐火旁取暖，回憶青春……
年華漸逝，容顏易老，一旦人上了年紀，會明顯感覺到自己的身體機能在逐漸下降。至于為啥“人老就不中用了”，很大程度上仍是個謎。有一種現象尤其令人百思不得其解，那便是身體部位不同，衰退速度各異。要想把這些個問題弄個水落石出，科學家還得在分子水平上，將人體各個器官組織的運行機制研究透。
在某種程度上，免疫系統就像一支交響樂團，各個“樂器聲部”擰成一股繩，同入侵之敵（感染原）展開殊死搏殺，真正是“兄弟同心，其利斷金”。然而，隨著免疫系統的老化，不知是何原因，其應對感染的能力直線下降。科學家曾提出過兩種假說來探討這種現象可能的原因：一，細胞自身能力的逐漸衰退；二，細胞間協同力的缺失。不過究竟哪個更有可能是正確答案，雖然各路人馬爭論得面紅耳赤，可楞是沒爭出個所以然。
為了給這場爭論畫上個句號，劍橋大學、歐洲生物信息研究所和維康基金會桑格研究院的研究人員對多種細胞展開了深入的研究，分析了其基因表達譜。為了保證研究工作的順利開展，他們采用了分辨率極高的單細胞RNA測序技術，如此一來，就能夠探查細胞間差異與衰老過程是否存在相關性。從年輕和年老的實驗鼠體內，研究人員分別提取未經刺激的初始CD4+T細胞和刺激后的效應記憶性CD4+T細胞，對其RNA進行測序。
研究人員的最終結論是：在由T細胞衰老導致免疫能力下降這個過程中，協同力下降扮演著關鍵角色。他們的研究成果近日發表在Science上。
“你可以把DNA測序想象成冰果露，”該研究團隊負責人之一John Marioni表示，“傳統的測序技術有點像讓你吃上一口冰果露，然后讓你猜猜里面都有些什么成分。而單細胞基因組學使得我們能夠單獨研究其中的各種成分，可謂直截了當。有了單細胞測序，研究人員可以隨時觀察千百種基因。”
研究團隊另一位負責人Duncan Odom對免疫細胞與感染原的戰斗場景做了這么一番描繪：“可以把免疫系統想象成一支‘細胞軍團’，時刻準備著抵御入侵身體的感染原。本項研究表明，對于年輕力壯的動物而言，這支軍團協同作戰能力極佳，宛如強大的希臘步兵方陣，讓感染原碰個頭破血流。”
研究人員表示，有了這種密切的合作關系，免疫系統變得極為強大，對抗感染時自然得心應手。另一方面，動物實驗也表明，一旦它們老了，那么細胞之間的協作也分崩離析了。
“盡管就細胞個體而言，它們可能還像以往那般‘強壯’，但沒有了合作、陷入各自為戰的境地，整體上就沒什么戰斗力可言了。”Odom強調。
此前已有研究表明，對于年富力強的動物而言，免疫激活使得其基因表達更為有序。而本項研究則表明，就實驗鼠（有兩種）的各類免疫細胞而言，衰老會增強基因表達的無序性。這預示著，對于哺乳動物大多數器官組織來說，細胞間轉錄差異性的增加，或許是衰老的重要標志。
“生理衰老是如何發生的，這是個有趣同時也非常有意義的話題，不過眼下人們對分子水平的衰老知之甚少，”論文第一作者Celia Pilar Martinez-Jimenez說，“有必要指出一點，本研究開啟了由細胞出發探討其對疾病響應機制的新角度，當然這也與衰老有關系。”
Nils Eling是一名博士生，負責本項研究的計算方面，他說：“從單細胞的水平分析基因表達獨具優勢，這樣人們就可以觀察到細胞之間是如何協調各自的反應的。一種非常有趣的現象是：衰老會嚴重破壞細胞間的協同效應——要擱在以前，我們可沒辦法知曉這一點。”
接下來，研究人員還將進一步發掘不同類型細胞衰老背后的奧秘。本項研究表明，想要揭示細胞發育和活動之真相，單細胞測序堪稱“神器”，潛力無可限量。