延长免疫系统寿命不再遥远!新研究揭示如何防止免疫细胞自然衰老

2022-09-19 10:08
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一种减缓甚至可能阻止免疫细胞自然衰老的新机制-九个“衰老的标志”之一-已被伦敦大学科学家领导的一个国际团队确定。

发表在《自然细胞生物学》(Nature Cell Biology)上的研究人员表示,体外(细胞)并在小鼠中验证的发现是“出乎意料的”,并相信利用这种机制可以延长免疫系统的寿命,使人们活得更健康,更长寿,并且对癌症和痴呆等疾病也有临床效用。


主要作者,伦敦大学学院医学系名誉教授Alessio Lanna博士在解释这项研究时说:“免疫细胞处于持续的高度戒备状态,随时准备与病原体作斗争。为了有效,它们还必须在体内持续数十年-但用于执行这种终身保护的策略在很大程度上是未知的。


“在这项研究中,我们试图找出存在什么机制来赋予免疫系统细胞(称为T细胞)以长寿,在针对抗原的免疫反应开始时-抗原是一种由身体防御免疫监视机制认可的外来物质。


为什么免疫系统会老化


存在于所有细胞中的每条染色体都包含一个称为端粒的保护帽;重复数千次的特定DNA序列。该序列有两个目的:首先,它保护染色体的编码区域并防止它们被破坏,其次,它充当老化时钟,控制细胞可以进行的复制(也称为分裂)的数量。


在T细胞(一种白血球或免疫细胞)中,与大多数细胞一样,端粒随着每次随后的细胞分裂而变得越来越短(端粒损耗)。一旦端粒达到极短的长度,细胞就会停止分裂并进入衰老阶段-被免疫系统处理的过程,或持续处于改变的,功能失调的状态。


随着免疫系统不再有效运作,这导致慢性感染,癌症疾病和死亡的发作。端粒损耗被描述为“衰老的标志”之一。


研究结果



在体外研究中,研究人员启动了T淋巴细胞对微生物(外来感染)的免疫反应。出乎意料的是,他们在“细胞外囊泡”(促进细胞间通讯的小颗粒)中观察到两种类型的白细胞之间的端粒转移反应。一种抗原呈递细胞(APC),由B细胞,树突状细胞或巨噬细胞组成,作为T淋巴细胞(端粒受体细胞)的“端粒供体”。在端粒转移后,受体T细胞变得长寿并具有记忆和干细胞属性,使T细胞能够长期保护宿主免受致命感染。


端粒转移反应使某些端粒的延伸比端粒酶施加的延伸约30倍。端粒酶是一种单DNA合成酶,致力于干细胞,免疫系统细胞中的端粒维持,并在胎儿组织,生殖细胞和精子中发现。然而,它在其他细胞中不提供此功能,导致端粒损耗。即使在酶天然活跃的免疫细胞中,持续的免疫反应也会导致进行性端粒酶失活,导致端粒缩短,当细胞停止分裂时,并发生复制性衰老。


利用新机制



在发现新的“抗衰老”机制后,同一研究小组确定端粒细胞外囊泡可以从血液中纯化,并且当添加到T细胞中时,在免疫系统中呈现来自人类和小鼠的抗衰老活性。


研究人员发现(在人类细胞和小鼠中),纯化的细胞外囊泡制剂可以单独施用或与疫苗联合施用,并且这种延长的耐久免疫保护,原则上可以避免重新接种疫苗。


或者,“端粒供体”转移反应可以直接在细胞中增强。虽然还需要更多的研究,但科学家们说,这说明了新形式的免疫衰老和衰老的预防性(预防性)疗法的可能性。


Lanna教授总结道:“端粒生物学已经研究了40多年。几十年来,一种酶,端粒酶,被认为是负责细胞端粒伸长和维持的唯一机制。我们的研究结果阐明了一种不同的机制,它不需要端粒酶来延长端粒,并在端粒酶在细胞中仍然不活跃时起作用。


参考来源:

伦敦大学学院

Journal reference:

Lanna,A.,et al.(2022)An intercellular transfer of telomeres rescues T cells from senescence and promotes long-term immunological memory.

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