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成年2型肺泡上皮(Alveolar type 2,AT2)细胞是肺泡上皮的干细胞/祖细胞,在肺损伤后具有自我更新和分化为肺泡1型(Alveolar type 1,AT1)上皮细胞的能力。一般生理条件下,肺组织发生急性损伤后,肺泡能够快速修复并再生出新的肺泡上皮细胞,以恢复完整的上皮屏障。随着年龄的增长,这种肺组织屏障的保护功能逐渐减弱,导致慢性肺疾病的发展。然而,衰老在生理状态和损伤后组织修复期间对肺泡干细胞(AT2细胞)再生的影响尚未得到更多的证据。在这里,我们利用博来霉素肺损伤模型,探究衰老对AT2再生能力的影响,并对AT2细胞进行单细胞RNA测序(Single cell RNA sequencing,scRNA-seq)分析,旨在探究生理条件及损伤条件下衰老对AT2干细胞的差异性基因表达的影响,为后续研究衰老对AT2再生影响的机制提供思路。在本研究中,首先利用博来霉素对3个月和12个月小鼠制造肺损伤,有趣的是,我们发现12个月小鼠已经处于早期衰老年龄,此时肺损伤后修复能力已经开始下降。通过观察12个月小鼠和3个月小鼠肺损伤程度的差异,发现两组小鼠在早期肺损伤程度差异并不明显,但损伤后期3个月小鼠肺损伤能够完全恢复,12个月小鼠则恢复较慢,甚至不能完全恢复。通过AT2细胞再生的研究发现,12个月小鼠AT2细胞再生已经出现障碍,主要表现为衰老导致的细胞分化受损。为了进一步分析在12个月和3个月小鼠肺损伤后修复过程中AT2细胞的转录组水平的差异,我们利用单细胞RNA测序分析正常生理条件下和博来霉素肺损伤条件下的AT2细胞分群及基因表达的差异。首先发现对照组和损伤组AT2细胞分群明显,说明损伤前后的AT2细胞群差异较大。接下来深入分析生理条件下12个月和3个月小鼠AT2细胞的差异,t分布随机邻接嵌入(tSNE)图显示二者AT2细胞分群不是太明显,分析两群AT2细胞的基因表达发现,3个月小鼠AT2细胞中高表达的基因主要与蛋白折叠相关,12个月小鼠AT2细胞中高表达的基因主要与免疫反应相关。此外,博来霉素损伤后12个月和3个月小鼠AT2细胞群则差异较大,说明衰老对AT2细胞在博来霉素损伤条件下的影响更大。通过分析损伤后12个月和3个月小鼠AT2细胞基因表达,我们发现两群AT2细胞基因表达差异较大,3个月小鼠中高表达的基因主要涉及到能量代谢,而12个月小鼠中高表达的基因主要与免疫反应相关。实验结果显示,衰老导致的AT2细胞再生问题可能是肺损伤修复障碍的重要原因之一。老年小鼠在肺损伤情况下,脂质、胆固醇代谢相关的基因表达下降,同时老年小鼠在生理以及损伤条件下,AT2细胞免疫相关的基因均呈现高表达,可以从衰老、脂质代谢和免疫相关的基因作为切入点找到可能的基因或信号通路,为衰老导致的AT2再生障碍问题提供思路。