「抗炎」幾乎是每個抗衰愛好者的必修課。但做到“科學抗炎”貌似很難,因為yan癥可能也分輕重急緩與“好壞”。
比如,短暫的發炎(急性yan癥)并非壞事,是免疫系統在遇到外傷或感染的保護機制。而作為衰老標識之一的慢性yan癥,往往對身體產生長期刺激、打亂免疫系統,導致組織損傷、心血管問題、慢性J病風險增加等,這才是需要解決的棘手問題。
然而,我們目前許多抗炎手段,在努力撲滅促衰的慢性yan癥的同時,還削弱了我們身體正常的防御機制。那么,怎么樣既能精準地抑制促進衰老的慢性yan癥,而又不回“誤傷”保護我們免受外界侵害的“急性yan癥”呢?
昨天,在國際頂刊《Nature》上的一篇研究中,來自哈佛、杜克等頂尖機構的科學家們發現了一個蛋白“開關”,針對它,就能夠精準區分這兩種yan癥,做到“只抗慢性yan癥”的精準抗炎[1]!
區分“好壞”yan癥的關鍵
那么,要找到慢性yan癥與急性yan癥的核心區別,應該從何下手呢?研究者在過去的研究中早已發現了“端倪”,這個關鍵就在——自噬過程[2]。
沒錯,就是派派經常提到的自噬。自噬是細胞自身的“廢物回收再利用”過程,它有助于分解細胞內的“垃圾”蛋白、“報廢”的細胞器等,幫助細胞抵抗衰老。當然,這個過程中,一些促生yan癥的分子和侵入病原體也會被一并“吃掉”,所以自噬對抗炎也十分關鍵。
而研究者在探索自噬的過程中,竟然意外發現了一個只隨著慢性yan癥而變化的蛋白——WSTF蛋白:
當細胞處于慢性yan癥狀態時(如模擬衰老狀態或低劑量促炎誘導),細胞核內的WSTF蛋白水平會持續、顯著地下降。
而當細胞遭遇急性、強烈的yan癥信號刺激時,細胞核內的WSTF的水平卻穩如泰山,幾乎不受影響。
圖注:WSTF蛋白只在慢性yan癥下減少,急性刺激(左)WSTF水平穩定;而持續慢性刺激(右)WSTF逐漸減少
簡單來講,就是只有在慢性yan癥條件下,WSTF蛋白才會減少!難道,它就是研究者們夢寐以求的、區分兩種yan癥狀態的分子信號嗎?
WSTF是細胞核內負責管理基因表達開啟與關閉的蛋白。在健康狀態下,WSTF會找到那些編碼促炎因子的基因,把它們緊緊包裹起來,“關閉”其表達,是防止促炎基因過度表達的“天然屏障”[3]。
經驗證,WSTF的缺失的確引發了衰老和yan癥的失控:首先,衰老細胞中,WSTF的缺失導致了一系列促衰、促炎信號分子(SASP)的表達增強,更容易將衰老和yan癥“傳染”給周圍健康細胞。反之,如果在衰老細胞中重新補足WSTF,SASP的水平則被有效抑制。
圖注:WSTF缺失對衰老相關分泌表型(SASP)的影響
并且,當研究者誘導小鼠肝細胞衰老,同時阻止WSTF的表達后,這些小鼠出現了強烈的yan癥反應,大量免疫細胞聚集在肝臟;而正常的小鼠的免疫系統則能有效地清除衰老細胞,yan癥水平也更低。
圖注:WSTF的缺失在體內引發強烈的yan癥反應,肝臟中聚集了大量免疫細胞,而WSTF補足則有效控制了yan癥
也就是說,WSTF的缺失不僅在細胞層面放大yan癥,在整個身體中也會傳播衰老、促炎,甚至引發yan癥風暴。而研究者發現,在身體處于慢性yan癥的長期壓力下,這種WSTF缺失的情況就可能會發生——
研究者發現,在慢性yan癥狀態下,細胞的“自噬回收”會變得異常活躍,甚至在存儲細胞遺傳物質的細胞核內也會發生自噬,這個過程叫做“核自噬”。
其中,有一種名為GABARAP的蛋白能夠進入細胞核,精準地識別并“抓住”WSTF蛋白,接著把WSTF強行從細胞核里“拖拽”出來,再按照“程序”送入細胞質里的溶酶體中,將WSTF降解銷毀。
圖注:在衰老細胞中,WSTF蛋白(綠色熒光,會因酸性環境猝滅)被運送到溶酶體(藍色)中降解,只留下耐酸的紅色熒光信號,證實了其被自噬系統清除
如此,那些原本被它牢牢鎖住的yan癥基因,就會開始瘋狂轉錄,制造出源源不斷的yan癥因子,于是,yan癥的小火變得無休無止,最終推動各種慢性J病的發生和發展。
而最最關鍵的是,這個“WSTF被核自噬清除”的狀況,只在慢性yan癥的狀態下才發生。研究者發現,急性yan癥的信號雖然也能激活自噬,但卻不會觸發GABARAP對WSTF的這套“抓住-清除”程序。
圖注:WSTF與GABARAP在慢性yan癥條件下的相互作用;WSTF與GABARAP在細胞核中結合,并在衰老細胞中被轉運到細胞質中,最終被溶酶體降解
也就是說,從針對WSTF核自噬這一過程入手,也許真的能找到只改善慢性yan癥,抗炎抗衰,而不會影響身體通過急性yan癥保護自己的方法!
“替身”策略,精準抗炎
于是,研究者們針對WSTF與GABARAP蛋白的結合區域,設計合成了一種“替身”多肽(NLS-CPP-WSTF)。它模仿了WSTF蛋白與GABARAP結合的關鍵部位,因此它能在慢性yan癥引發的核自噬的過程中變成WSTF蛋白的“替罪羊”,代替WSTF被“抓住”。
圖注:NLS-CPP-WSTF細胞穿透肽的序列
而為了探查其“實戰效果”,研究者在兩種最具代表性的慢性yan癥J病中進行了驗證。
代謝功能障礙相關脂肪性肝炎(MASH)
研究者給患有嚴重肝臟yan癥和纖維化的小鼠每天注射“替身”多肽或人為地過表達WSTF蛋白。結果,鼠鼠們的肝臟中,yan癥細胞浸潤、促炎因子水平和纖維化程度都大幅降低,有效抑制了脂肪性肝炎的進一步發展、惡化。
圖注:WSTF蛋白對MASH小鼠模型的影響,顯著降低了肝臟中的yan癥細胞浸潤、促炎因子水平和纖維化程度,有效抑制了脂肪性肝炎的發展
骨關節炎(OA)
研究者從接受膝關節置換手術的患者身上獲取了受損的軟骨,并用“替身”多肽進行了處理。結果,軟骨分泌的導致疼痛和組織破壞的yan癥因子(如IL-6、MMP13)都被顯著抑制了。同樣,對骨關節炎的小鼠關節注射這種多肽,也減輕了軟骨的磨損和破壞程度。
圖注:替身多肽顯著降低了軟骨中yan癥因子(如IL-8、MMP13)的表達,并減輕了軟骨的磨損和破壞程度
綜上,只要保證WSTF蛋白在慢性yan癥發生時,沒有被核自噬過程降解,就能抑制促炎基因的表達,從而大幅減少慢性yan癥的持久損傷,甚至緩解慢性yan癥引起的慢性病,精準抗炎,不傷害機體急性yan癥的防御力!
我們都知道,慢性yan癥不僅是加速衰老的底層驅動力,還與心血管J病、糖尿病、A癥、抑郁、阿爾茨海默癥、骨關節炎等等慢性病和頑疾關系匪淺。因此,如何精準、安全地抗炎,同時又不損傷身體抵御外界感染和損傷所必需的急性yan癥能力,一直是一個難題。
本篇研究,就為我們提供了一套從全新的抗炎機制,到如何精準對抗慢性yan癥的完整“方案”。雖然從動物實驗走向人體臨床還需更多探索和開發,但我們已經看到了曙光。希望在未來,由慢性yan癥引發的諸多健康困擾和病痛,都將不再難以攻克~
—— TIMEPIE ——
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