体内与衰老相关的“僵尸细胞”实际上可能有助于治愈组织损伤

“僵尸细胞”既有助于与年龄相关的疾病,也有助于治愈重要的组织。

如此处所示,通常携带多个细胞核的“僵尸细胞”随着年龄的增长在体内积累并导致与年龄相关的疾病。 (图片来源:由加州大学旧金山分校 Tien Peng 博士提供)
如此处所示,通常携带多个细胞核的“僵尸细胞”随着年龄的增长在体内积累并导致与年龄相关的疾病。 (图片来源:由加州大学旧金山分校 Tien Peng 博士提供)

一项新的研究表明,导致与年龄有关的疾病的“僵尸细胞”也有助于治愈受损组织,因此将它们清除可能会带来重大不利影响。

根据美国国家衰老研究所的说法,僵尸,在科学上被称为“衰老”细胞,是由于损伤或压力而停止繁殖但不会死亡的细胞。 相反,这些细胞会释放大量分子来召唤免疫细胞并引发炎症。 免疫系统将这些僵尸从体内清除,但随着年龄的增长,它的效率会降低; 因此,细胞积聚并引发炎症,从而导致癌症、阿尔茨海默病和骨关节炎等疾病。

但僵尸细胞并不完全是坏事。

这项在实验室小鼠和人类细胞中进行的新研究表明,衰老细胞通过促进干细胞生长来帮助修复受损后的肺组织。 研究人员在 10 月 13 日的《科学》杂志上报告说,用达沙替尼和槲皮素 (DQ) 杀死这些细胞——这是一种被研究作为对抗衰老和与年龄相关疾病的潜在治疗方法的药物组合——破坏了这种修复。

“我们不是第一个将衰老视为伤口愈合过程的实验室,”资深作者、加州大学肺病、重症监护、过敏和睡眠医学副教授 Tien Peng 博士说。 , 旧金山。 2014 年《发育细胞》杂志上的一项研究发现僵尸细胞有助于修复皮肤上的伤口,并且它们的修复也可能被杀死僵尸的药物或“senolytics”所破坏。

Peng 说,这表明使用 senolytics 可能是有代价的,因此必须设计这些药物来阻止僵尸细胞的不良影响,而不破坏它们的良好影响。

“僵尸”如何治愈受损组织

为了在肺中找到衰老细胞,研究人员对小鼠进行了基因改造,使其在编码蛋白质“p16”的基因上携带一种发光的蛋白质,这种蛋白质在许多衰老细胞中过度活跃。每当细胞开启基因时,它也会大量产生荧光蛋白并开始发光。

研究人员使用了一种技术“真正放大了这个信号”,彭说,因此揭示了携带低水平 p16 的细胞,否则可能会被忽视。

发光细胞在小鼠出生后不久出现在肺部,并且它们的数量在啮齿动物的整个生命周期中都在增加。这些细胞包括形成结缔组织的成纤维细胞以及免疫细胞,它们位于称为“基底膜”的片状组织内,该组织支撑着肺的气囊、气管和血管的内层。该表阻止有害化学物质和病原体进入肺部,同时还允许氧气进入血液。

携带 p16 的细胞充当这个关键界面的守护者。

受伤后,免疫细胞会涌入修复损伤并释放一系列信号,使携带 p16 的细胞发挥作用。免疫细胞数量增加,成纤维细胞喷出化合物,召唤更多免疫细胞并刺激干细胞生长。研究人员发现,给予小鼠 DQ 会切断这种信号级联反应,从而阻止干细胞生长。

此外,从捐赠的人肺中提取的携带 p16 的细胞也可以促进干细胞的生长——至少在实验室培养皿中是这样。这一发现暗示,正如在老鼠身上看到的那样,像 DQ 这样的药物也可能破坏人类的愈合。

波士顿大学外科助理教授 Danny Roh 博士说:“这种联合治疗目前正在进行多项临床试验”,总的来说,科学家们一直在寻找抗衰老药物破坏愈合的迹象。没有参与这项研究的医学院。 Roh 在一封电子邮件中说,新的研究表明,这种谨慎是有道理的。

这对抗衰老药物意味着什么

虽然 senolytics 已被证明会干扰肺部和皮肤的愈合,但一些实验室发现这些药物可以加速骨折的愈合。那么给了什么?

“骨骼与肺和皮肤有区别吗?可能,”梅奥诊所骨质疏松症和骨骼生物学实验室的负责人 Sundeep Khosla 博士说,他监督了之前的一项骨骼研究。但科斯拉支持另一个假设。

在肺和皮肤研究中,研究人员每天都服用抗衰老药物,但在骨骼研究中,两次给药之间的间隔时间更长。这种策略可能会达到治疗最佳点,“那里有足够的炎症可以修复,但在你实际上开始看到负面影响的地方没有太多,”科斯拉说。 “就治疗的临床开发而言,魔鬼将在给药中,”他说。

Khosla 补充说,该研究还提出了关于哪些类型的僵尸细胞最适合抗衰老药物的问题。

Peng 说,衰老更像是一个拨盘,而不是一个开关,因此僵尸细胞处于衰老程度从最小到最大的范围内。老年小鼠的僵尸似乎特别容易发炎,彭和他的同事们现在正在研究这可能如何影响愈合。

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