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衰老细胞≠有害废物!Cell重磅:你的大脑屏障竟是靠“衰老”建起来的

说点不一样的,衰老细胞并不是完全不好。

 


说起“细胞衰老”,你最先想到什么?皱纹?老年病?还是那些只分裂不死亡、到处释放炎症因子的“僵尸细胞”?

过去十几年,科学界确实把衰老细胞当作“坏东西”来研究。它们在大脑里堆积,跟阿尔茨海默病、动脉硬化脱不了干系。清除衰老细胞,似乎就能延缓衰老、改善认知。

图片来自参考资料[1]。

但近日,美国加州大学圣迭戈分校的研究团队在国际顶刊《细胞》杂志上发表了一项研究,展示了一个超颠覆的结论[1]。

他们发现,在大脑发育过程中,有些细胞是故意进入衰老状态的,没有这些衰老细胞,血脑屏障和血-脑脊液屏障根本建不起来。更让人意外的是,其中一部分衰老细胞不仅不短暂,还会持续终生

衰老细胞,不全是来捣乱的

要理解这项研究的颠覆性,得先回到2013年。

彼时,两个独立团队同时在《细胞》上发表论文,报告了一个反直觉的发现:在胚胎发育过程中,某些组织里会出现衰老细胞。这些细胞出现在肢芽、肾脏、内耳等器官的特定发育窗口期,完成任务后就被免疫系统清除[2]。

这是科学家第一次意识到,衰老不一定是个“错误”,也可以是一个被程序化调用的发育工具[3]。

但当时所有证据都指向同一个方向:胚胎期的衰老是短暂的。然而,美国加州大学圣迭戈团队这次的研究工作,恰恰发现了例外。

图形摘要。图片来自参考资料[1]。

他们追踪了小鼠胚胎大脑中表达p21的细胞。p21是一种细胞周期抑制蛋白,也是识别衰老细胞的经典标志物之一。结果发现,大脑里有三类细胞在发育过程中进入了衰老状态:血管内皮细胞(VECs)、脑内巨噬细胞,以及脉络丛上皮细胞(ChPe)。

其中,内皮细胞和巨噬细胞符合人们对“胚胎衰老”的预期。它们只在胚胎中期短暂出现,出生后就检测不到了。这些细胞释放的是典型的炎症性分泌因子,跟成年后那些“捣乱”的衰老细胞在分子特征上非常相似。

但脉络丛上皮细胞完全不同。

它们从胚胎期进入衰老状态后,就一直维持着。研究团队在出生后21天的小鼠大脑里发现了这些细胞,在12个月龄(相当于小鼠的中年)的大脑里依然能找到。而且,这些细胞的衰老不是“摆烂”,它们不释放炎症因子,反而上调了大量与脑脊液产生、离子转运、细胞连接相关的基因。

p21⁺ChPe细胞、VECs和脑部巨噬细胞表现出衰老的特征。图片来自参考资料[1]。

换句话说,同样是衰老,结局却截然不同。

一种是短暂性衰老,细胞临时进入状态,干完活就走。另一种是持久性衰老,细胞永久停留在状态里,用这种方式支撑一项终身功能。

该研究的通讯作者对此评论:“发育期的衰老一直被认为是一个短暂的过程。但在这里,我们鉴定出了一群脑细胞,似乎将衰老相关特征维持到了成年。”

如果把这些衰老细胞清除呢?

光看到现象还不够。研究者想知道,这些衰老细胞,在大脑发育过程中到底有没有起到实际作用?于是,他们用基因编辑技术,在胚胎期定向清除了所有表达p21的衰老细胞。

结果很震撼。

胚胎p21⁺细胞消融破坏脑血管发育。图片来自参考资料[1]。

被清除衰老细胞的胚胎,出现了严重的脑出血,血管模式一团糟,有的地方血管过度增生,有的地方稀疏。侧脑室的脉络丛显著萎缩,脑室体积缩小了大约40%。脑脊液的产生也出了问题,因为水通道蛋白AQP1的表达大幅下降。

简单说,没有这些衰老细胞,大脑屏障根本建不起来

但问题并没结束。这些衰老细胞分很多种,到底是谁在起什么作用?于是他们做了第二组实验:这次只清除巨噬细胞里的p21⁺细胞,血管内皮细胞和脉络丛上皮细胞里的都留着。

在胚胎期清除p21⁺细胞,会导致血-脑脊液屏障的形成和功能出现异常。图片来自参考资料[1]。

结果跟“全部清除”正好相反,血管密度和分支减少了。这说明不同类型的衰老细胞分工不同,甚至互相制衡:巨噬细胞的衰老状态似乎在“推动”血管生长,而内皮细胞自身的衰老状态可能在“限制”过度生长,两个信号缺一不可。

这件事为什么值得关注?

第一个原因是,它改写了我们对“衰老”的理解

长期以来,科学界对衰老细胞的判断基本只有两种:要么是发育期的“好”衰老(短暂、有益),要么是成年后的“坏”衰老(持久、有害)。

但这项研究发现,持久性衰老不一定有害,短暂性衰老也不一定就无碍。脉络丛上皮细胞的终身衰老,既没有引发炎症,也没有破坏组织,反而在支撑脑脊液的稳定产出。

说明“衰老”本身不是一个固定的状态,而是一套可以被细胞按需调用的程序。什么时候启动、持续多久、释放什么信号,全看细胞类型和生理环境。

图片来自pixabay。

第二个原因,跟目前正在快速推进的希诺裂(senolytics,衰老细胞清除药物)有关。

过去十年,大量研究证明,清除衰老细胞可以改善老年小鼠的健康状况和寿命。基于这些结果,多家公司已经把候选药物推进到了临床试验阶段。这类药物的基本逻辑是:衰老细胞是坏的,清除它们就能延缓衰老。

在成年人身上有效的策略,未必适用于所有场景。如果在胚胎发育期清除这些细胞,后果简直不堪设想。当然,这也不是说希诺裂就有问题,只是我们应该明白,在“衰老细胞”这个标签下面,藏着远比想象中更复杂的生物学。

简单来说,有些衰老细胞是建设者,有些是破坏者。关键不在于“清不清除”,而在于清除谁、什么时候清除,这一点不如交给我们身体本来的运行程序去决定。

图片来自pixabay。

一点题外话

有些细胞,在我们还没出生的时候就进入了衰老状态,但它们没有放弃,而是用一生的“衰老”在守护我们的大脑。这大概就是生物学最迷人的地方。同一个词,可以同时意味着终结和开始;同一种状态,在不同的时间、不同的位置,可以扮演完全相反的角色。

所以,不要一听到“衰老”就如临大敌,坦然面对、积极行动,也不失为一种从容。


 




参考资料:

[1] Watson LA, Adelsheim Z, Carter MJ, et al. Persistent and transient senescent cells contribute to brain-barrier development. Cell. Published online June 1, 2026. doi:10.1016/j.cell.2026.05.022

[2] Du Toit A. When ribosomes don’t stop. Nature Reviews Molecular Cell Biology. 2013;15(1):4. doi:10.1038/nrm3732

[3] Senescence is a developmental mechanism that contributes to embryonic growth and patterning. archive.connect.h1.co. https://archive.connect.h1.co/article/718178634/


 


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