《Nature》:这类免疫细胞竟能让大脑重返年轻
我们知道,随着年龄增长,人类的衰老会伴随着一系列疾病的发生,比如动脉粥样硬化、代谢综合征、癌症等。 这些“老年病”通常是长期慢性炎症发展而来,也就是说,体内的长期炎症反应促使并加速了机体衰老,甚至这也是大脑老化的重要原因。 早有研究证实,与年龄相关的认知功能减退就与阿尔兹海默症(俗称老年痴呆)发病率息息相关。 因此,如何缓解与年龄相关的认知功能衰退成为了一项十分重要的研究,那么,导致衰老的慢性炎症到底是如何产生的?一直以来尚无答案,而近日,斯坦福大学医学院的科学家们终于找到了原因,并将新的发现发表于《Nature》杂志。 科学家指出,影响大脑老化、认知衰退的一个关键因素竟然是巨噬细胞——一种与炎症有关的免疫细胞,在用药物帮助巨噬细胞补充能量后,竟能提升老年小鼠的记忆力等认知能力。
该项研究还提出了导致年龄相关性认知衰退的一些关键变化,并指出这种症状可能不是永久性的,逆转衰老是完全可以实现的! 01 巨噬细胞周围的免疫反应,与衰老有关 既然衰老是持续性促炎症反应发展而来,那么找到抑制炎症发展的关键就能有效控制炎症,延缓衰老,避免认知能力下降。 我们都知道,免疫细胞是保护人体不受外界侵扰的健康屏障。 在众多免疫细胞中,它们各司其职,抵抗病原体,保护身体健康,比如我们熟知的自然杀伤NK细胞,是抗击病原体的首道屏障,T细胞是抗击肿瘤细胞的最强“杀手”,巨噬细胞是有效吞噬病原体的主力。 而在这项研究中,科学家们在衰老小鼠模型中,印证了巨噬细胞的另一个功能,逆转衰老的潜力! 他们发现了一种主要的炎症调节因子——前列腺素E2(PGE2),其信号传递的增加将导致髓系细胞的新陈代谢被抑制。 △ 抑制EP2受体可防止老年小鼠的认知衰退 通过研究发现,与35岁以下的年轻人相比,65岁以上的老年人,其巨噬细胞合成了更多的促炎性激素前列腺素E2(PGE2)。这一结果同样在实验动物中反映了出来:比较不同年龄的小鼠,无论是在大脑还是身体其他部位,老年小鼠的巨噬细胞产生了更大量的PGE2。 △ 电镜图片显示,老年小鼠的巨噬细胞中,负责能量生产的线粒体(箭头所示)在数量和密度上都与年轻小鼠不同,并且这种异常与细胞的EP2受体有关 进一步的研究表明,在衰老的巨噬细胞和小胶质细胞中,前列腺素E2(PGE2)通过其EP2受体向机体发出信号,促进葡萄糖转化为糖原,并减少葡萄糖的流动和线粒体呼吸——这将导致能量供应不足,进而驱动了不适应的促炎症反应。 更重要的是,由于衰老的巨噬细胞更依赖葡萄糖作为主要燃料来源,导致老年个体的促炎症反应更为强烈。 02 逆转炎性反应,老年小鼠认知能力提升了 研究发现,在老年人和老年小鼠的巨噬细胞表面,有着大量EP2受体,远远超过年轻同类的巨噬细胞。 那么,巨噬细胞的这些变化是不是造成老年认知衰退的重要原因呢? 为了验证它们的关系,研究小组使用了两种实验性药物来干扰PGE2与EP2结合,起到抑制信号通路的作用。在培养的人类巨噬细胞中,这些药物可以让老化的巨噬细胞重返年轻,像年轻细胞一样重新代谢葡萄糖,逆转炎性状态。 而在给老年小鼠使用了这些药物后,小鼠全身和大脑的炎症也随之减轻,并且,这些老年小鼠的海马突触可塑性和空间记忆均得到改善! △ 抑制老化巨噬细胞的PGE2-EP2信号通路,改善能量代谢,减少炎症并恢复了小鼠的认知能力 这项研究证实了,通过阻断巨噬细胞的EP2信号通路,足以恢复老年小鼠的认知能力,实现衰老的逆转! 尽管大脑又血脑屏障保护,药物分子很难穿透,但即便只是抑制外周的免疫信号,也会影响大脑,足以改善老年小鼠的认知。 这些新的发现表明,年龄增长引起的大脑功能衰退或许并不是永久性无法逆转的,通过有效的抑制免疫细胞信号,完全可以实现逆转! 相信随着科学家们对免疫细胞越来越深入的探索,人类在抵抗衰老,提高认知能力,抵御疾病甚至癌症上,都能取得新的进展与成绩,这样的未来或许已经不太遥远。 参考资料: Paras Minhas et al., (2021) Restoring metabolism of myeloid cells reverses cognitive decline in ageing. Nature. DOI: 10.1038/s41586-020-03160-0



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