作者:冯丽妃 来源:中国科学报 发布时间:2021/1/25 18:21:52
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微调免疫细胞可逆转衰老

 

 

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过度炎症是衰老过程中的一个问题,会导致动脉粥样硬化、癌症和认知能力下降等问题。但与年龄相关的炎症背后的机制还没有被很好地理解。在1月20日发表在《自然》杂志上的一项研究表明,年老的免疫细胞在新陈代谢方面存在缺陷,当在老年痴呆症小鼠模型中加以纠正时,可以减少炎症并恢复认知功能。

对此,美国蒙特大学免疫细胞新陈代谢研究者、并未参与这项研究的Eyal Amiel表示,在了解免疫细胞的代谢和营养使用及其如何影响它们的功能的十年之后,这项研究是一个“美丽的例子”,现在我们掌握了足够的知识来干预、操作和影响结果。“与病理相关的特定代谢特征是一回事,能够操纵它是另一回事,能够操纵它并扭转这种病理是一系列令人难以置信的事件。”

斯坦福大学医学院的神经学研究员Katrin Andreasson在20世纪90年代末做博士后期间被流行病学研究的一个现象困扰,偶尔服用非甾体抗炎药(如布洛芬和萘普生)治疗疼痛的人患阿尔茨海默氏症的风险降低。在约翰斯·霍普金斯医学院Paul Worley的实验室做博士后时,她和同事证明了大脑中环氧合酶-2 (COX-2)的过度表达导致了小鼠的阿尔茨海默病样症状:年龄依赖性炎症和认知能力丧失。

COX-2激活是前列腺素E2 (PGE2)脂质产生的第一步,PGE2可以与免疫细胞上的一种受体EP2结合,促进炎症反应。为了堵塞这一通路,Andreasson的团队已经证明,删除小鼠巨噬细胞和脑特异性小胶质细胞()通常负责检测和摧毁免疫入侵者和细胞碎片的细胞)中的EP2受体,可以减少炎症,并增加神经元对细菌毒素和神经毒素的反应存活率。

在新研究中,研究人员想要了解如何消除巨噬细胞中的PGE2信号可以产生这些效果。他们首先比较了35岁以下和65岁以上献血者的巨噬细胞。与年轻捐赠者的巨噬细胞相比,来自年老捐赠者的细胞产生更多的PGE2和EP2受体的丰度更高。当研究人员将人类巨噬细胞暴露于PGE2时,这些细胞改变了它们的新陈代谢。细胞不是利用葡萄糖产生能量,而是将其转化为糖原并将其储存起来,并将其锁在线粒体无法获取的地方以产生ATP。

“其结果是,细胞基本上能量耗尽。它们只是感到疲劳,不能很好地工作。”Andreasson解释道。“它们不吞噬,不清理碎片。”作者在论文中写道。这些碎片包括与神经退行性变有关的错误折叠蛋白质。

当科学家用两种EP2受体抑制剂中的一种治疗来自平均年龄约为48岁的捐赠者的巨噬细胞时,糖原储存减少,能量产生增加,细胞转移到表达抗炎标记物。与人类细胞一样,与年轻小鼠相比,年老小鼠的血液和大脑中PGE2水平和巨噬细胞中EP2受体水平也更高。当研究人员在阿尔茨海默病小鼠模型或用两种药物中的一种抑制EP2功能的动物身上敲除全身巨噬细胞中的受体时,细胞的新陈代谢得到了改善。老鼠与年龄相关的炎症也发生了逆转,与此同时,与年龄相关的认知能力下降。用不能进入大脑的EP2拮抗剂治疗动物,因此只针对外周巨噬细胞的受体,也能改善老年小鼠的认知能力。

“最有趣的是,它们能够证明巨噬细胞是导致与年龄相关的认知能力下降的原因,足以重新编程大脑外的巨噬细胞。”德国图宾根大学神经退行性疾病中心的神经免疫学家Jonas Neher说,“下一步是弄清楚来自外围的信号是什么,它会改变大脑中的小胶质细胞。如果能识别出这个特定的信号,那么就有了对小胶质细胞重新编程的另一种方法。”

“这些假设的研究结果的临床前景很明显,因为正如你所能想象的那样,它不需要脑部手术或任何一种粗暴的、高风险的干预。”Amiel说,“相反,你可以系统地操纵细胞,并看到这些结果。”

相关文章链接:https://doi.org/10.1038/s41586-020-03160-0

 
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