Nature 重磅发表 | 器官衰老与免疫系统衰老有关

导读:


泡枸杞、喝燕窝、吃保健品······


人类在延缓衰老的路上,真的很努力!


尽管做了很多“如何延缓变老”的事,却没真正了解“人类为什么会变老?”。


于是乎开启佛系养生、朋克养生,一边喝着枸杞泡的水,一边熬着最晚的夜。


不仅普通人在“老”这件事上不遗余力,科学家们也颇有进展。


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  衰老和免疫衰老 


 什么是衰老


细胞是衰老的关键驱动因素,衰老细胞的典型特征是细胞周期停滞,并发展为多方面的衰老相关分泌表型(SASP),可分泌多种促炎因子、趋化因子,导致慢性炎症状态,诱导周围组织损伤。这也导致了与衰老相关性疾病的发生,如2型糖尿病、心血管疾病、自身免疫病等。



什么是免疫衰老


在衰老过程中免疫系统失去对病原体和癌细胞作出有效反应的能力这种免疫功能的下降被称为 免疫衰老。其特征为幼稚期记忆T细胞比率、CD4/CD8比率、钙介导信号受损和胸腺萎缩的变化。


2020年,一项研究发表于《Science》杂志,题为“T cells with dysfunctional mitochondria induce multimorbidity and premature senescence”。


该研究表明免疫系统的主力军T 细胞的缺陷会加速衰老进程!T 细胞,淋巴细胞的一种,在器官和组织中发挥免疫功能。随着人体变老,T 细胞的防御功能也会随着下降,使得抵抗力变差,这也就解释了为什么老年人更易感染,更容易生病。但是,目前尚不清楚免疫系统的缺陷和衰老对全身性衰老的影响到底有多大。


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  免疫系统的衰老会导致器官衰老 



2021年5月,美国明尼苏达大学的研究人员在国际顶尖学术期刊 Nature 上发布一项重磅成果:免疫系统的衰老会导致实体器官衰老。


研究表明,衰老的免疫细胞是衰老细胞中最危险的一种细胞类型,会加速实体器官衰老,从而促进全身衰老。因此,衰老的免疫细胞也成为延缓衰老的关键靶标。

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  免疫细胞衰老如何影响全身衰老? 


在此前的研究中,科研人员发现在实验小鼠中降低ERCC1-XPF 内切酶( Ercc1基因可编码一种关键的DNA修复蛋白) 的表达会破坏内源性DNA的损伤修复,并在多个组织中加速内源性氧化损伤和衰老细胞的累积,这会导致小鼠过早出现与衰老疾病与病理学特征。人类中也同样如此。

研究思路

1.敲除小鼠造血细胞中的Ercc1基因,制得免疫细胞衰老小鼠模型。
2.观察检测免疫细胞衰老小鼠模型和正常小鼠的在衰老相关变化。
3.移植年轻的免疫细胞。将基因敲除小鼠的脾脏细胞移植到正常小鼠,将正常小鼠的脾脏细胞移植到基因敲除小鼠,看衰老相关变化。
4.雷帕霉素治疗基因敲除小鼠。

研究进程

研究人员发现,基因敲除小鼠成年后表现出免疫过早衰老,其特征是特异性免疫细胞群的损耗和衰老以及免疫功能受损,并与正常小鼠在自然衰老的变化类似。具体表现在:免疫细胞数量显著减少,且伴随年龄的增长细胞数量持续下降;脾脏和胸腺重量降低;细胞衰老标志物(p16、p21) 表达显著升高,同时表达SASP,且基因敲除小鼠的免疫细胞(B细胞、T细胞、巨噬细胞和NK细胞) 中p16和p21水平显著升高,SASP在免疫细胞(T细胞、巨噬细胞和NK细胞) 中的表达同样增加。

图1.造血细胞中Ercc1的缺失导致免疫加速老化

老年的基因敲除小鼠肾脏、肝脏、肺等多种组织中细胞衰老相关标志物(p16和p21) 表达增加(图2),但在年轻的基因敲除小鼠中未观察到此现象,说明免疫细胞衰老优先于外周衰老。

图2 免疫系统衰老导致非淋巴器官的衰老和组织稳态丧失

值得注意的是,在基因敲除小鼠中观察到的衰老和氧化应激,造成其他正常组织的损伤,说明衰老的免疫细胞可促进全身性衰老。

图3.将老化的脾细胞移植到年轻小鼠体内会加速它们的衰老

研究人员将基因敲除小鼠或正常老年小鼠的脾细胞移植到年轻小鼠体内,发现 也会加速后者的衰老;而将正常年轻小鼠的脾细胞植入基因敲除小鼠体内,则发现可减缓后者的衰老 (图3)。进一步说明衰老的免疫细胞会促进全身衰老,而年轻免疫细胞移植则可延缓衰老。

图4.雷帕霉素改善了小鼠的免疫功能

结论

最后,研究者用雷帕霉素治疗小鼠。结果显示,雷帕霉素可降低免疫细胞中的衰老标记物、提高免疫功能。说明小鼠免疫功能获得改善,证明了免疫衰老可以被调节,为延缓衰老提供了有效策略。

这项研究发现,免疫细胞衰老可能对全身性衰老具有促进作用,抗衰防老的关键就是保持身体中免疫细胞的数量和活性,这无疑为抗衰老药物找到了重要靶点。相信有朝一日,我们也能利用免疫细胞放慢衰老的脚步。

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 关于衰老的这件事 


古今中外,人们一直在探索如何能够实现“长生不老、延缓衰老”但迄今为止,仍未有“长生不老药”的出现。


似乎对于老这件事,人们始终未能全面接受,依然期望能够“逆向而行”。以至于,“老”,这样一个中性的形容词,也逐渐有了贬义。


随着科技的发展,科学研究的进步,人们有了越来越多的举措去对抗衰老,能够快速焕颜的医美技术、延缓衰老的医药产品层出不穷,尽管能够对衰老进程按下暂停键,但变老这件事,会“迟到”,不会不到呦。


要知道,变老,只是人生的一个阶段,与幼小、年轻无异。


而对待变老的最佳姿势,是正视它、坦然接受它。


老,不可怕。怕老,才不够勇敢!




关于艾沐蒽


杭州艾沐蒽生物科技有限公司由美国芝加哥大学科研团队回国创办,是一家专注于通过解码适应性免疫系统来改变疾病的诊断和治疗,并致力于推进免疫驱动医学领域发展的国家高新技术企业。艾沐蒽站在适应性免疫系统研究的最前沿,自主研发的免疫医学平台可揭示和翻译适应性免疫系统的遗传密码,并能应用于癌症、自身免疫性疾病、传染性疾病等免疫介导性疾病的诊断、监测和治疗中。



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