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2023-02-24 17:00
“最是人間留不住,朱顏辭鏡花辭樹”,人總是要老的,衰老是一種不可逆轉(zhuǎn)的自然過(guò)程。全球老齡化問(wèn)題逐年加劇,抗衰老研究熱潮隨之而來(lái),各種抗衰老藥物(例如NAD +前體、白藜蘆醇、二甲雙胍、雷帕霉素、阿司匹林)和療法(Senolytics療法、干細(xì)胞療法、間歇性飲食)也相繼被發(fā)掘出來(lái),很多已進(jìn)入臨床試驗(yàn)。
免疫系統(tǒng)是機(jī)體應(yīng)對(duì)各種內(nèi)外危機(jī)的防火墻,是抵御外來(lái)“入侵者”病原體和“叛變者”腫瘤細(xì)胞的核心力量。免疫細(xì)胞可能成為對(duì)抗衰老的關(guān)鍵靶標(biāo)。然而,到底是“機(jī)體衰老”引起的“免疫衰老”,還是“免疫衰老”引起了“機(jī)體衰老”,這是個(gè)問(wèn)題!
-01- 衰老與免疫衰老
2021年5月,美國(guó)明尼蘇達(dá)大學(xué)的研究人員在國(guó)際頂尖學(xué)術(shù)期刊 Nature 上發(fā)布一項(xiàng)重磅成果:免疫系統(tǒng)的衰老會(huì)導(dǎo)致實(shí)體器官衰老。
研究表明,衰老的免疫細(xì)胞是衰老細(xì)胞中最危險(xiǎn)的一種細(xì)胞類型,會(huì)加速實(shí)體器官衰老,從而促進(jìn)全身衰老。因此,衰老的免疫細(xì)胞也成為延緩衰老的關(guān)鍵靶標(biāo)。為什么說(shuō)免疫細(xì)胞衰老會(huì)導(dǎo)致全身性衰老?要解答這個(gè)問(wèn)題,我們先要解答兩個(gè)基本問(wèn)題:衰老和免疫衰老。
什么是衰老
衰老細(xì)胞是衰老的關(guān)鍵驅(qū)動(dòng)因素,衰老細(xì)胞的典型特征是細(xì)胞周期停滯,并發(fā)展為多方面的衰老相關(guān)分泌表型(SASP),可分泌多種促炎因子、趨化因子,導(dǎo)致慢性炎癥狀態(tài),誘導(dǎo)周圍組織損傷。 這也導(dǎo)致了與衰老相關(guān)性疾病的發(fā)生,如2型糖尿病、心血管疾病、自身免疫病等。
2015年,美國(guó)梅奧醫(yī)學(xué)中心的 James Kirkland 博士等在 Aging Cell 雜志發(fā)表論文,文章提到正處于臨床試驗(yàn)中的Senolytics療法是延緩衰老的一種療法。Senolytics療法可以能夠選擇性地誘導(dǎo)衰老細(xì)胞死亡,由兩種成分組成:達(dá)沙替尼和槲皮素。其中,達(dá)沙替尼可清除衰老的人脂肪細(xì)胞祖細(xì)胞,而槲皮素可以殺傷衰老的人內(nèi)皮細(xì)胞和小鼠骨髓干細(xì)胞,兩者聯(lián)合使用效果更強(qiáng)。
什么是免疫衰老
在衰老過(guò)程中,免疫系統(tǒng)失去對(duì)病原體和癌細(xì)胞作出有效反應(yīng)的能力,這種免疫功能的下降被稱為免疫衰老。其特征為幼稚期記憶T細(xì)胞比率、CD4/CD8比率、鈣介導(dǎo)信號(hào)受損和胸腺萎縮的變化。
免疫系統(tǒng)的老化或免疫衰老會(huì)增加老年人的發(fā)病率和死亡率。然而,目前尚不清楚免疫衰老對(duì)全身性衰老的影響到底有多大。
-02- 免疫細(xì)胞衰老如何影響全身衰老
在此前的研究中,科研人員發(fā)現(xiàn)在實(shí)驗(yàn)小鼠中降低ERCC1-XPF內(nèi)切酶(Ercc1基因可編碼一種關(guān)鍵的DNA修復(fù)蛋白)的表達(dá)會(huì)破壞內(nèi)源性DNA的損傷修復(fù),并在多個(gè)組織中加速內(nèi)源性氧化損傷和衰老細(xì)胞的累積,這會(huì)導(dǎo)致小鼠過(guò)早出現(xiàn)與衰老姓疾病與病理學(xué)特征。人類中也同樣如此。
研究思路
1.敲除小鼠造血細(xì)胞中的Ercc1基因,制得免疫細(xì)胞衰老小鼠模型。
2.觀察檢測(cè)免疫細(xì)胞衰老小鼠模型和正常小鼠的在衰老相關(guān)變化。
3.移植年輕的免疫細(xì)胞。將基因敲除小鼠的脾臟細(xì)胞移植到正常小鼠,將正常小鼠的脾臟細(xì)胞移植到基因敲除小鼠,看衰老相關(guān)變化。
4.雷帕霉素治療基因敲除小鼠。
首先要制作免疫細(xì)胞衰老小鼠模型。研究人員在小鼠造血細(xì)胞中敲除了Ercc1基因,實(shí)現(xiàn)只有免疫細(xì)胞衰老的目的,以探討免疫系統(tǒng)衰老對(duì)機(jī)體衰老的影響。
研究人員發(fā)現(xiàn),基因敲除小鼠成年后表現(xiàn)出免疫過(guò)早衰老,其特征是特異性免疫細(xì)胞群的損耗和衰老以及免疫功能受損,并與正常小鼠在自然衰老的變化類似。具體表現(xiàn)在:免疫細(xì)胞數(shù)量顯著減少,且伴隨年齡的增長(zhǎng)細(xì)胞數(shù)量持續(xù)下降;脾臟和胸腺重量降低;細(xì)胞衰老標(biāo)志物(p16、p21)表達(dá)顯著升高,同時(shí)表達(dá)SASP,且基因敲除小鼠的免疫細(xì)胞(B細(xì)胞、T細(xì)胞、巨噬細(xì)胞和NK細(xì)胞)中p16和p21水平顯著升高,SASP在免疫細(xì)胞(T細(xì)胞、巨噬細(xì)胞和NK細(xì)胞)中的表達(dá)同樣增加。
圖1.造血細(xì)胞中Ercc1的缺失導(dǎo)致免疫加速老化
老年的基因敲除小鼠腎臟、肝臟、肺等多種組織中細(xì)胞衰老相關(guān)標(biāo)志物(p16和p21)表達(dá)增加(圖2),但在年輕的基因敲除小鼠中未觀察到此現(xiàn)象,說(shuō)明免疫細(xì)胞衰老優(yōu)先于外周衰老。
圖2 免疫系統(tǒng)衰老導(dǎo)致非淋巴器官的衰老和組織穩(wěn)態(tài)喪失
值得注意的是,在基因敲除小鼠中觀察到的衰老和氧化應(yīng)激,造成l其他正常組織的損傷,說(shuō)明衰老的免疫細(xì)胞可促進(jìn)全身性衰老。
圖3.將老化的脾細(xì)胞移植到年輕小鼠體內(nèi)會(huì)加速它們的衰老
研究人員將基因敲除小鼠或正常老年小鼠的脾細(xì)胞移植到年輕小鼠體內(nèi),發(fā)現(xiàn)也會(huì)加速后者的衰老;而將正常年輕小鼠的脾細(xì)胞植入基因敲除小鼠體內(nèi),則發(fā)現(xiàn)可減緩后者的衰老(圖3)。進(jìn)一步說(shuō)明衰老的免疫細(xì)胞會(huì)促進(jìn)全身衰老,而年輕免疫細(xì)胞移植則可延緩衰老。
圖4.雷帕霉素改善了小鼠的免疫功能
最后,研究者用雷帕霉素治療小鼠。結(jié)果顯示,雷帕霉素可降低免疫細(xì)胞中的衰老標(biāo)記物、提高免疫功能。說(shuō)明小鼠免疫功能獲得改善,證明了免疫衰老可以被調(diào)節(jié),為延緩衰老提供了有效策略。
文章結(jié)論:
1. 內(nèi)源性DNA損傷會(huì)加速免疫細(xì)胞衰老或死亡。
2. 免疫細(xì)胞衰老會(huì)驅(qū)動(dòng)全身性衰老。3. 年輕的免疫細(xì)胞可以減緩衰老進(jìn)程。4. 雷帕霉素能使免疫細(xì)胞恢復(fù)活力。
-03- 文末小結(jié)
免疫細(xì)胞易受DNA損傷的影響,如果損傷得不到及時(shí)修復(fù),就會(huì)導(dǎo)致免疫細(xì)胞衰老甚至凋亡,隨之而來(lái)的是體弱多病和機(jī)體衰老。免疫細(xì)胞的衰老不但會(huì)影響先天性和適應(yīng)性免疫,還可能影響實(shí)體器官的衰老,加速正常衰老過(guò)程。免疫細(xì)胞衰老對(duì)機(jī)體全身性衰老有著重大的影響。
古今中外,人們一直在探索如何能夠?qū)崿F(xiàn)“長(zhǎng)生不老”。延緩衰老、追求長(zhǎng)壽歷來(lái)是永恒不變的主題。這項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn),免疫細(xì)胞衰老可能對(duì)全身性衰老具有促進(jìn)作用,抗衰防老的關(guān)鍵就是保持身體中免疫細(xì)胞的數(shù)量和活性,這無(wú)疑為抗衰老藥物找到了重要靶點(diǎn)。
相信有朝一日,我們也能利用免疫細(xì)胞放慢衰老的腳步!