AI搭載バーコードで老化組織中の「ゾンビ細胞」を暴く(Unmasking “zombie cells” in aging tissue with an AI-powered barcode)

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20026-09-21 マサチューセッツ工科大学(MIT)

MITの研究チームは、加齢した組織に蓄積する細胞老化(senescence)細胞を、細胞を壊さずに識別する新しい手法を開発した。細胞老化はDNA損傷などによって細胞分裂が停止した状態で、加齢に伴う炎症、組織変性、がんなどとの関連が指摘されている。研究では、細胞を傷つけず化学組成を測定できるラマン顕微鏡と、同一細胞の遺伝子発現を調べる空間RNAシーケンシングを組み合わせ、マウスの皮膚・肺組織から老化細胞に特徴的な化学・遺伝子パターンを抽出した。両者を統合して、特定のラマンピークと遺伝子シグネチャーからなる「バーコード」を作成し、老化細胞を迅速に識別できる可能性を示した。現在はより高速なラマン画像装置の開発を進めており、将来的にはヒト組織の診断への応用が期待される。

<関連情報>

ラマンオミクスは老化と修復における老化の空間振動分子構造を解読する RamanOmics decodes the spatial vibrational–molecular architecture of senescence in aging and repair

Ke Zhang, Xingjian Chen, Francesco Monticolo, Salvatore Sorrentino, Haochun Huang, Claire Callahan, Yueqing Qiao, Judy Zhou, Sonia Brodowska, Styliani Sapantzi, Jianhuan Qi, Yinghan Wu, Thai Nam Son Dang, Yanwan Cao, Sumin Kang, Francesca Viggiani, Chia-Kang Ho, Yanxin Xu, Koseki J. Kobayashi-Kirschvink, Thang Mung, Hemali Phatnani, Zhixun Dou, Jeon Woong Kang, Peter T. C. So & Jian Shu
Nature Aging  Published:21 September 2026
DOI:https://doi.org/10.1038/s43587-026-01219-7

AI搭載バーコードで老化組織中の「ゾンビ細胞」を暴く(Unmasking “zombie cells” in aging tissue with an AI-powered barcode)

Abstract

Aging and tissue repair involve heterogeneous remodeling across transcriptional, biochemical and cellular dimensions, yet prevailing definitions rely on isolated molecular markers that obscure how these states co-evolve. Here we present RamanOmics, a multimodal framework integrating label-free hyperspectral Raman imaging with single-nucleus RNA sequencing and spatial transcriptomics to link biochemical states with transcriptional programs at single-cell spatial resolution. Applied to young and old mouse lung and skin, RamanOmics reveals tissue-specific programs: lung senescent cells are enriched for extracellular matrix remodeling and transforming growth factor-β signaling, whereas skin senescence is dominated by epidermal differentiation genes (Krt10, Lor and Sbsn). Across tissues, we identified a conserved lipid-linked Raman signature (1,131–1,135 cm−1) marking p21+ senescent cells and developed a machine learning-derived, multimodal barcode enabling nondestructive senescence identification in situ. In a mouse wound-healing model, RamanOmics reveals reactivation of epidermal differentiation genes (Krt10, Lor and Sbsn) in senescent cells, alongside increased lipid-associated Raman signatures. Together, RamanOmics provides a tissue-agnostic framework for scalable, multimodal profiling of cellular states.

細胞遺伝子工学
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