為什么有的人明明作息規律,飲食也算健康,還是感覺哪哪不舒服,但是就是找不到根兒在哪里?精力差、皮膚不好,時不時這里酸那里痛,甚至還出現了一些慢性的小毛病,好像身體里總有一團散不去的“火”?
也許,有種衰老叫做“yan癥衰老”,它不像感冒發燒那樣來勢洶洶,而是用持久的、日積月累的損傷,悄悄消耗著我們的健康儲備,悄悄使我們衰老。那么,在這場yan癥與身體的持久戰中,到底是誰在不斷添柴、加火?
最近,發表在《Nature Aging》上的一篇研究[1],就為我們揪出了一個慢性yan癥衰老的重要幕后黑手——免疫系統中“黑化”的特殊T細胞!它們本來是幫助對抗yan癥的“好好細胞”,但在衰老的催化下,它們也可能會變成慢性yan癥的“不定時炸彈”,在體內累積!
免疫“好好細胞”也難逃衰老
我們的身體有千千萬萬個細胞組成,而每一個細胞都有潛在的“不穩定性”,例如偏離正常的“軌道”,走向衰老、病變甚至癌變的道路。
在年輕時,那些“誤入歧途”的體細胞的衰變尚能被我們強大的免疫細胞及時發現并清理門戶。但隨著年齡增加,就連守護我們健康的免疫細胞,也難逃衰老的魔爪,成為了慢性yan癥的重要“幫兇”!
比如,在我們的免疫細胞大軍中,有一類特殊的T細胞,叫做調節性T細胞(Regulatory T cells),簡稱Treg細胞。顧名思義,它們的主要職責就是“調節”和“抑制”過度的免疫反應,防止免疫系統反應過度而傷及自身,時刻維持著體內的免疫平衡。
圖注:在動漫《工作細胞》中,Treg細胞的形象為輔助性T細胞的“秘書”,幫助抑制失控的T細胞
一般,它們會通過分泌抑制性細胞因子、直接接觸抑制其他免疫細胞等多種方式減輕不必要的免疫反應和yan癥。然而,再精密的系統也難逃衰老摧殘,這些本應“抗炎”的Treg細胞,在衰老的影響下,會不會也悄悄改變,甚至反過來推動了yan癥衰老呢?
首先,研究者用了單細胞RNA測序技術,“讀取”了細胞內部的RNA信息,從而了解細胞的“工作狀態”,例如正在生產什么蛋白,或是否在對抗病菌等等。
通過對比年輕小鼠和年老小鼠脾臟中的CD4+ T細胞,他們發現,在年老小鼠體內,有幾種T細胞正在隨著年齡增長而慢慢積累。果然,其中就有一些特殊Treg細胞表現出了活化異常!
圖注:年輕小鼠(左)和老年小鼠(右)的脾CD4 T細胞和不同簇的分布
那么,這撮異常的Treg細胞究竟是什么?又有什么特征呢?基于上面的“線索”,為了更直觀、更深入地了解這些細胞的變化,研究者使用了一套能夠識別細胞表面特征的檢測方法——流式細胞術進一步觀察。
簡單來講,這項技術能給細胞的不同特征貼上各種不同的“標簽”,通過識別這些標簽的組合,就能準確地將不同類型的細胞群體區分開來。
在眾多標簽之中,研究者注意到了KLRG1,它是T細胞表面的受體之一,也是細胞分化成熟和免疫衰老的標志物。研究者發現,一些表面帶有KLRG1的Treg細胞在體內隨著衰老而發生了累積:
首先,不論是老年小鼠還是人,外周血中表達KLRG1的Treg細胞(簡稱為kTreg細胞)比例明顯比年輕時更多。此外,這些kTreg細胞在年老小鼠的脾臟、骨髓、肝臟、腸道的免疫組織等多組織中均有積累,尤其是在腸道黏膜的關鍵部分。
圖注:在衰老過程中,人血液中的KLRG1+ Treg細胞增加
不僅如此,研究者還發現,它們不僅自身會衰老、會堆積,還并非“善類”,像無數“不定時炸彈”一般誘發體內的慢性yan癥,從而加速衰老!
那么,這些kTreg細胞具體究竟有哪些特征呢?
衰老的“罪證”
自身線粒體嚴重受損
研究人員使用了兩種特殊的熒光標簽來指示線粒體的活躍度,結果,在年老小鼠的CD4+ T細胞中,有相當一部分細胞的熒光強度降低,這代表它們的線粒體質量減少,活性也明顯下降。
圖注:CD4+ T細胞中細胞比例隨年齡增加的流式圖和定量圖
而這些細胞的線粒體功能障礙非常突出。研究者通過電子顯微鏡看到,這些包含了kTreg細胞在內的細胞的線粒體形態變得又小又圓,內部重要的嵴結構也變得模糊甚至消失了,也就是說,它們的線粒體能量供應可能已經幾近崩塌。
圖注:展示CD4+ T細胞的電子顯微鏡照片對比
而進一步的分析發現,在所有CD4+ T細胞亞群中,kTreg細胞恰恰就是表現出這種線粒體質量低、活性低特征的比例最高的群體之一!而這導致的可不僅僅是細胞活力減弱那么簡單,還可能造成細胞內部的代謝紊亂和氧化應激加劇等更多危害。
圖注:不同CD4+ T細胞亞群中kTreg細胞的比例較高
多種衰老標志物高表達
而除了線粒體的問題,kTreg細胞還表現出了明顯的細胞周期停滯、功能異常等細胞衰老特征。在多種T細胞中,kTreg細胞的細胞周期調節蛋白P16和P21(過度表達會導致細胞停止分裂)的水平當屬最高。
圖注:不同Treg亞群中的P16和P21蛋白表達
同時,細胞衰老的另一個標志、DNA斷裂的信號γH2AX也大量出現,說明DNA也出現了嚴重的損傷。
圖注:不同Treg亞群中的γH2AX水平
抑制功能下降,促炎因子飆升
而作為Treg細胞,它們抑制免疫反應的核心功能也遭到了衰老的“制裁”。
雖然在細胞上表現尚可,但在更接近真實情況的動物體內實驗中,kTreg細胞的“抗炎效果”卻大打折扣:當研究者把kTreg細胞與效應T細胞一起注入缺乏免疫力的小鼠體內時,kTreg細胞并沒有有效組織效應T細胞誘發的yan癥和體重的降低。
圖注:小鼠體重變化
更慘的是,這些kTreg細胞不僅抗炎不力,還會給慢性yan癥“煽風點火”。研究者發現,衰老、堆積的kTreg細胞還會分泌如IL-1β、IL-6、IL-13、IFN-γ、GM-CSF、CXCL2等促炎、促衰的“衰老相關分泌表型(SASP)”細胞因子,從而進一步推動yan癥衰老。
圖注:不同Treg亞群分泌的SASP相關細胞因子水平
特征已經明了了,但這些kTreg細胞究竟又是如何在衰老過程中大量產生的呢?研究人員順藤摸瓜,發現了一條重要的信號通路——IL-33/ST2通路。
揪出幕后“推手”
IL-33是通常在組織損傷或身體面臨壓力時釋放的一種因子,它就像是身體的“警報素”一樣,能迅速動員免疫細胞參與修復和防御;而ST2蛋白則是細胞表面特異性接收IL-33信號的“接收器”。
而研究者通過檢測基因表達的具體變化和細胞特征發現,這些kTreg細胞表面恰恰高表達了ST2蛋白。
圖注:kTreg細胞RNA測序、表面的基因特征
那么,這是否就意味著IL-33與kTreg細胞的衰變、與慢性yan癥的促衰之間其實暗藏聯系呢?于是,研究者們給年輕小鼠注射了IL-33,結果,小鼠體內kTreg細胞的數量果然顯著增加了!
圖注:L-33可能誘導Treg細胞轉變為kTreg細胞,從而促炎
不僅如此,研究者進一步分析這些被IL-33“催生”出的kTreg細胞,發現它們也表現出了與年老小鼠體內自然積累的kTreg 細胞相似的促炎、促衰特征,例如高表達了ST2相關的因子GATA3。
圖注:kTreg細胞中不同轉錄因子表達、ST2表達
綜上所述,就這樣,隨著年齡的增加、身體的衰老,IL-33的水平在某些組織中逐漸升高,而當這些損傷和應激信號增多,就可能會持續催化更多普通的Treg細胞轉變為異常的kTreg細胞,最終形成了一種“惡性循環”,不斷地推動著慢性yan癥和衰老……
所以,原本在我們體內負責捍衛免疫“和平”的Treg細胞在這機制之下逐漸“黑化”、累積,淪為了慢性yan癥的“衰老幫兇”。
在未來,如果我們能夠找到有效的方法來阻止kTreg細胞的這種“黑化”,或者想辦法清除它們,說不定就有可能從源頭上減輕慢性yan癥對我們的損傷。
也許,“根治”慢性yan癥,真的能做到呢?
—— TIMEPIE ——
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