僵尸,本是恐怖片中出沒的不死怪物,但令人意外的是,人體內(nèi)也存在具有“僵尸”特性的細胞——衰老細胞,它們既不死亡,也不正常分裂,還不斷攻擊健康細胞。
早在100多年前,知名演化生物學家奧古斯特·魏斯曼(August Weismann)就在“The Duration of Life”一文中指出,“人類之所以會死亡,原因在于耗竭的組織無法永久自我更新,細胞的分裂能力也有極限。”
△奧古斯特·魏斯曼 August Weismann(1834 – 1914年)
這個當時看來超前的觀點,在沉睡了80多年后,終于被萊奧納德·海弗里克(Leonard Hayflick)得到了證實。
1961年,海弗里克發(fā)現(xiàn),哺乳動物的細胞分裂能力的確有著極限,駁斥了細胞具有永生性的觀點。這個現(xiàn)象也被稱為著名的“海弗里克極限”。
歷經(jīng)時代的變遷,越來越多的研究者開始了對衰老細胞的探索,他們都認為組織衰老的原因,在于這些“不分裂細胞”的積累。隨著對這些衰老細胞的不斷了解,它們也有了一個新的名字——“僵尸細胞”。
害群之馬 如何理解“僵尸細胞”?
人體細胞是持續(xù)新陳代謝的。
紅細胞120天更新一次; 白細胞壽命不等,短者數(shù)天,長者數(shù)月; 血小板7-14天更新一次; 肝臟細胞300-500天更新一次; 骨骼細胞大概每十年更新一次; 神經(jīng)細胞、心肌細胞終生; 表皮細胞近乎日更……
每天,人體內(nèi)都會有更新后被淘汰的衰老細胞,正常情況下,它們都會被免疫系統(tǒng)清理。
但隨著免疫系統(tǒng)機能逐漸老化衰退,一旦無法徹底清除衰老細胞,累積在組織內(nèi),就成為了可怕的“僵尸細胞”。
“僵尸細胞”不受調控,甚至會不斷向四周分泌有害因子,殺傷正常的健康細胞!
這些害群之馬主要有三大明顯特征:
△衰老細胞的三大特征(圖片來源:《Nature Reviews | Drug Discovery》)
永久性“停止生長”
隨著年齡的增加,諸如DNA損傷、端??s短以及癌癥基因的激活都會讓細胞做出“停止生長”的決定。然而,這一停止就是永久。在停止生長的背后,有著兩條信號通路:p53-p21-RB,以及p16 INK4A–RB。它們會中止細胞周期,讓細胞停止分裂。
活躍的分泌能力
此外,這些僵尸細胞還會分泌大量炎性細胞因子、趨化因子、生長因子、以及蛋白酶。這些炎性因子多少對衰老相關慢性疾病有潛在直接因果關系,為衰老帶來一系列炎癥相關的癥狀。
抵抗細胞凋亡的能力
在體內(nèi),細胞凋亡起到了重要的調控作用,確保組織內(nèi)的細胞達到最佳的平衡,但衰老細胞看似不受相關通路的調控。原來,在這些衰老的應激壓力下,影響細胞凋亡的p53雖然能積聚,但水平并不足以催生凋亡的發(fā)生。
這些僵尸細胞就這樣靜靜地待在組織內(nèi),不斷向四周分泌影響周圍細胞的因子,引起衰老相關的疾病。
“僵尸細胞” 導致衰老疾病
在一系列研究中,衰老細胞與衰老疾病之間的關聯(lián)得到了進一步的闡明。
在早衰小鼠模型中,研究人員在其組織里發(fā)現(xiàn)了大量p16 INK4A陽性的衰老細胞。它們會引起一系列衰老癥狀,包括肌肉衰減綜合征(sarcopenia)、白內(nèi)障以及脂肪代謝障礙。而倘若抑制p16 INK4A的生成,就能抑制衰老細胞的產(chǎn)生,緩解癥狀.
在這些研究結果的支持下,科學家們開始在人類常見的衰老疾病中尋找衰老細胞的痕跡,并成功在動脈粥樣硬化和骨性關節(jié)炎中建立起了因果關系。
在動脈粥樣硬化中,由脂肪和蛋白質組成的斑塊會逐漸在動脈內(nèi)壁上積累,容易誘發(fā)心臟病、中風或其他嚴重的缺血性疾病??梢钥闯觯@些斑塊的形成與生長就是疾病的根源。
研究人員們在動脈壁上斑塊最初形成的位點找到了許多衰老的巨噬細胞。隨著時間推移,這些位點附近又出現(xiàn)了其他的衰老細胞類型。與其他對照細胞相比,這些衰老細胞內(nèi)表達有大量促進動脈粥樣硬化的分泌因子。而利用多種方法清除這些衰老細胞后,可以抑制病灶的生長,緩解這一嚴重疾病的病情。
類似的,在骨性關節(jié)炎中,研究人員們在受影響的關節(jié)處發(fā)現(xiàn)了許多衰老細胞的積聚,而對衰老細胞的清除能緩解疼痛,促進受損軟骨的修復,甚至能預防自然衰老導致的骨性關節(jié)炎。
清除僵尸細胞 科學家是認真的
歷經(jīng)多年的探索與研究,清除僵尸細胞的抗衰老研究掀起熱潮。
△?局部清除衰老細胞可以減弱創(chuàng)傷后骨關節(jié)炎的發(fā)展,并創(chuàng)造一個促進再生的環(huán)境
2016年,來自美國約翰霍普金斯大學的科研人員在Nature Medicine雜志上發(fā)表了文章,該研究分別通過一系列體外實驗和體內(nèi)實驗表明:局部清除衰老的關節(jié)軟骨細胞可以在減緩創(chuàng)傷性骨關節(jié)炎發(fā)生發(fā)展的同時,修復損傷的軟骨組織并促進關節(jié)軟骨細胞的再生。
?
在未來,抗衰老細胞療法可能為退行性關節(jié)病的治療提供更多的可能。
△?細胞衰老介導纖維化肺疾病
2016年,來自美國梅奧醫(yī)學院的研究人員于Nature Communications雜志上發(fā)表了文章。
?
研究表明:纖維化性肺疾病在一定程度上是由衰老細胞導致的。清除衰老細胞可以改善肺部功能,恢復機體健康。
△?衰老細胞的靶向凋亡在化學毒性和衰老反應中恢復組織穩(wěn)態(tài)
2017年,來自荷蘭鹿特丹伊拉斯姆斯大學醫(yī)學中心的研究人員于Cell雜志上發(fā)表了文章,衰老細胞常被認為會損害組織功能。該研究表明:清除衰老細胞/加速衰老細胞的凋亡可以恢復組織功能的同時,延緩機體的衰老。
△消除衰老細胞能改善身體機能,增加老年壽命
2018年,美國康涅尼格大學醫(yī)學中心研究人員在Nature Medicine雜志上發(fā)表了文章,將少量的衰老細胞移植到幼鼠體內(nèi)就足以引起小鼠持續(xù)性的生理功能障礙。同樣,將少量的衰老細胞移植到老年人身上也會產(chǎn)生類似的影響。具有抗衰老功效的Senolytics可以選擇性地消除衰老細胞,改善人體機能的同時延長老年人的壽命。
免疫細胞療法 抗衰新策略
研究發(fā)現(xiàn),清除僵尸細胞并不會引起顯著的副作用,這也給針對衰老的療法開發(fā)打開了一扇大門,基于免疫的衰老細胞清除成為了主流的研究策略。
人體的免疫系統(tǒng)具有識別、殺傷并及時清除體內(nèi)突變細胞、衰老細胞、癌細胞的功能,也稱之為免疫監(jiān)視。
由于免疫系統(tǒng)隨著年齡增長而衰老,其能力會逐漸下滑,使得衰老細胞往往能逃脫免疫系統(tǒng)的識別。
△《Nature Communications》研究顯示:免疫監(jiān)視的受損會加速衰老
來自以色列的研究人員通過一系列研究免疫監(jiān)視失調的小鼠模型得出結論:免疫監(jiān)視失調的小鼠更容易累積僵尸細胞和出現(xiàn)慢性炎癥。同時,這些小鼠發(fā)生老年疾病的概率上升,而存活率相較正常小鼠更低。
△穿孔素缺乏小鼠與年齡相關的疾病發(fā)生率更高,壽命也更短
在檢測了2個月、12個月和24個月正常小鼠和穿孔素缺乏的小鼠體內(nèi)僵尸細胞的含量后研究人員發(fā)現(xiàn):
對于同樣都是24月齡的小鼠,正常小鼠體內(nèi)僵尸細胞的含量為10%,而穿孔素缺乏的小鼠體內(nèi)僵尸細胞占到了43%!
也就是說,僵尸細胞是能被先天免疫系統(tǒng)清除的,而重建免疫系統(tǒng)對僵尸細胞的監(jiān)控,有望消滅這些僵尸細胞。
僵尸細胞并不可怕,尤其是隨著學者不斷地破譯人體細胞的奧秘,通過免疫細胞治療老年慢性疾病甚至是抗衰老都將會實現(xiàn),屆時,人類生活也將變得更加幸福、健康。
Write in the last 寫在最后 在這個老齡化嚴重的時代,免疫療法有望讓人們在變老的同時,依舊保持健康,這對于人類社會的影響,可能是革命性的。 來源:華夏源
編輯:小果果,轉載請注明出處:http://www.448371.com/linchuang/lcyj/25818.html
免責聲明:本站所轉載文章來源于其他平臺,主要目的在于分享行業(yè)相關知識,傳遞當前最新資訊。圖片、文章版權均屬于原作者所有,如有侵權,請及時告知,我們會在24小時內(nèi)刪除相關信息。
說明:本站所發(fā)布的案例均摘錄于文獻,僅用于科普干細胞與再生醫(yī)學相關知識,不作為醫(yī)療建議。