新机制延长免疫系统寿命
由伦敦大学学院的科学家领导的一个国际团队发现了一种新的机制,可以减缓甚至可能阻止免疫细胞的自然老化——衰老的九个标志之一。
发表在自然细胞生物学在美国,研究人员表示,体外(细胞)的发现和在小鼠身上的验证是“出乎意料的”,他们相信利用这种机制可以延长免疫系统的寿命,让人们活得更健康、更长久,还将对癌症和痴呆等疾病具有临床应用价值。
伦敦大学学院医学部荣誉教授、第一作者阿莱西奥·兰纳博士解释了这项研究,他说:“免疫细胞一直处于高度戒备状态,时刻准备着与病原体战斗。为了有效,它们还必须在体内持续几十年——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,我们试图找出延长寿命的机制免疫系统细胞抗原是一种被机体防御的免疫监视机制所识别的外来物质。”
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含有一层保护性帽端粒;一种被重复数千次的特定DNA序列。该序列有两个目的:第一,它保护染色体的编码区域,防止它们被破坏;第二,它作为一个衰老时钟,控制细胞复制(也称为分裂)的数量。
在T细胞(一种白细胞或免疫细胞)中,和大多数细胞一样,随着每次细胞分裂,端粒变得越来越短(端粒磨损)。一旦端粒达到极短的长度,细胞就停止分裂并进入衰老——这是一个被免疫系统处理的过程,或者持续处于一种改变的、功能失调的状态。
与免疫系统它不再有效地发挥作用,就会导致慢性感染、癌症和死亡。端粒磨损被认为是衰老的标志之一。
研究结果
在这项研究中,研究人员启动了t淋巴细胞对一种微生物(外来感染)的免疫反应。出乎意料的是,他们观察到两种白细胞之间的端粒转移反应细胞外囊泡(促进细胞间通讯的小粒子)。抗原提呈细胞:抗原提呈细胞(APC),由B细胞、树突细胞或巨噬细胞,作为端粒供体作用于T淋巴细胞-端粒受体细胞。端粒转移后,受体T细胞变得长寿,拥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。
端粒转移反应对某些端粒的延伸比端粒转移反应的延伸多约30倍端粒酶.端粒酶是一种单一的DNA合成酶,用于维持人体的端粒干细胞它存在于胎儿组织、生殖细胞和精子中。然而,它在其他细胞中不提供这种功能,导致端粒磨损。即使是在免疫细胞在这种酶天然活跃的地方,持续的免疫反应会导致端粒酶渐进式失活,导致端粒缩短,这时细胞停止分裂,并发生复制性衰老。
Lanna教授补充说:“免疫细胞之间的端粒转移反应增加了端粒酶的诺贝尔奖发现,并表明细胞能够交换端粒作为一种方式,在端粒酶作用开始之前调节染色体长度。仅仅通过端粒的转移就有可能延缓或治愈衰老。”
利用新机制
在发现了新的抗衰老机制后,同一个研究小组确定,端粒细胞外囊泡可以从血液中纯化,当加入到T细胞中时,在人类和小鼠的免疫系统中都具有抗衰老活性。
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使用,也可以与疫苗联合使用,这种延长的持续免疫保护在原则上可以避免再次接种的需要。
或者,端粒供体转移反应可以在细胞中直接促进。虽然还需要进行更多的研究,但科学家们表示,这说明了预防免疫衰老和衰老的新形式的可能性。
Lanna教授总结道:“端粒生物学已经研究了40多年。几十年来,端粒酶一直被认为是负责细胞中端粒延伸和维持的唯一机制。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,并在细胞中端粒酶仍然不活跃时发挥作用。”
进一步探索