最新动态

30岁后身体开始“积灰”?Science:衰老的本质可能是“垃圾没扔干净”

 

 

你有没有想过一个问题:为什么人老了,不是只老一个器官,而是全身一起老——脑子不好使了,腿脚没劲了,心脏也不行了?

via:参考资料[1]。

传统观点认为,这就是“衰老”本身,像机器用久了自然磨损。但近期,美国斯坦福大学医学院的研究团队在《Science》杂志上发表的一项研究,给出了一个完全不同的答案——衰老可能不是“磨损”,而是你身体里的“垃圾清运工”罢工了[1]。

两种免疫细胞,一套精密的清运系统

要理解这项研究,首先得认识两种免疫细胞。

第一种叫中性粒细胞。它们是人体免疫系统的“一线部队”,数量最多。人体每天要产生大约1000亿个中性粒细胞,小鼠每天也要产生超过10亿个,但其寿命极短,在血液中最多活24小时,通常只有12小时[2]。大约90%的循环中性粒细胞最终会被运送到肝脏、脾脏和骨髓,等待被处理掉。

组织驻留巨噬细胞的起源。via:参考资料[1]。

第二种叫组织驻留巨噬细胞(TRMs)。它们是分布在全身各器官(如肝、脑、心)中的长寿命免疫细胞,占这些器官巨噬细胞总数的60%-90%。TRMs的核心工作之一,就是通过一种叫做“胞葬作用”的过程,吃掉并清除凋亡和衰老的细胞。

简单来说,中性粒细胞是每天换一批的“临时工”,工作结束或没有工作可做就迅速衰老;TRMs是干一辈子的“清运工”,负责把衰老的中性粒细胞清理掉。这套系统健康运转时,身体就是“干净”的,各个器官就能正常工作。

老了以后,清运工“吃不动”了

问题则出在衰老的过程中。

研究者发现,随着年龄增长,TRMs上一种叫做EP2的受体被过度激活。EP2的配体是前列腺素E2(PGE2),一种与炎症密切相关的信号分子。

组织驻留巨噬细胞(TRM)清除衰老的中性粒细胞可以通过 EP2 缺失或抑制来恢复,以限制器官衰老。via:参考资料[1]。

此前相关研究已表明,PGE2-EP2信号在衰老的巨噬细胞中会抑制其糖酵解和线粒体呼吸,从而破坏其吞噬功能和炎症的及时消退[3]。

新研究进一步确认,老年小鼠TRMs中的EP2信号异常升高。这种过度激活的后果直接反映在清除效率上:衰老的中性粒细胞开始在肝脏、脾脏、骨髓等器官中大量堆积。

当然,这些没有被清理掉的衰老中性粒细胞并不是安静的“垃圾”。它们表现出典型的衰老相关分泌表型(SASP),释放DNA损伤信号,让邻近的健康细胞也进入应激状态。

在衰老中性粒细胞聚集的区域,旁边的肝细胞上调了ICAM-1,肝窦内皮细胞上调了VCAM-1,肝星状细胞出现了纤维连接蛋白沉积。也就是,形成了一个局部炎症和纤维化的微环境

把“清运工”叫醒,会发生什么?

研究者设计了两套实验来验证EP2是这个链条中的关键环节。

第一套是基因实验。他们在老年小鼠的TRMs中特异性敲除了EP2基因。结果发现,这些小鼠的TRMs恢复了清除衰老中性粒细胞的能力,而且还逆转了多个器官的衰老表型

  • 认知功能:老年EP2敲除小鼠在巴恩斯迷宫和新物体识别测试中的表现显著优于同龄野生型小鼠。

  • 肌肉和脂肪:MRI扫描显示,肢体肌肉体积增加、内脏脂肪减少,肌肉减少症被逆转。

  • 心脏:左心室射血分数维持年轻状态,心肌细胞线粒体异常比例下降,心肌纤维化大幅减少。

  • 全身炎症:血浆蛋白质组学分析显示,71种随年龄变化的蛋白质中有59种在EP2敲除后恢复到了年轻水平。

第二套是药物实验。研究者给老年小鼠口服了一种叫做选择性拮抗剂[1,6],结果与基因敲除一致。药物抑制EP2后,肝脏、脾脏和骨髓中的衰老中性粒细胞负担减轻;离体胞葬实验也证实,TRMs可以重新“吃掉”衰老中性粒细胞了。


TRM EP2 缺失防止年龄相关认知衰退、肌肉减少症、肥胖和心脏功能下降。via:参考资料[1]。

更关键的是人类数据的验证。研究者重新分析了已发表的人类肝脏单细胞测序数据[4]。他们发现,在人类肝脏样本中,73-75岁老年人的巨噬细胞上,EP2的表达量要比49-53岁的中年人明显更高;在肝癌、肝损伤等疾病状态下同样如此。

此外,人类肝脏中的中性粒细胞也呈现出与小鼠一致的衰老样转录状态,包括高表达SASP、DNA损伤修复和抗凋亡基因,并且TRM-中性粒细胞间的通讯强度在老年样本中明显降低。

在已发表的人类心脏单细胞测序数据[5]中,研究者也观察到了类似的趋势:老年心脏中TRMs的比例下降,且EP2的表达量升高。

这些人类数据虽然只是相关性分析,但也可以表明,小鼠中发现的这一机制在不同物种间很可能是保守的

为什么EP2会让清运工“罢工”?

从机制上看,EP2主要通过两个环节破坏了TRMs的清除能力。

首先,TRMs需要用整合素作为“抓手”来抓住衰老中性粒细胞,才能把它吞下去。而EP2被过度激活后,会抑制能够激活整合素的一些“配套零件”,比如Tln2、Fermt3、Rac1、RhoA这些蛋白在老年小鼠的TRMs里都明显变少了。

简单说就是,巨噬细胞的抓手伸不出来,也就自然抓不住衰老的中性粒细胞。

EP2 信号通过损害转录控制、整合素活化和吞噬后的清除,破坏了衰老 TRMs 中的效应细胞凋亡,而 TRM 特异性 EP2 缺失则修复了这些缺陷。via:参考资料[1]。

其次,转录因子调控网络也被EP2扰乱了。促吞噬的转录因子(如JUNB、STAT3、RELA)表达下降,而抗吞噬的转录因子(如CREB1)表达上升。这就导致即使巨噬细胞抓住了衰老的中性粒细胞,下游的吞噬和消化程序也难以启动。

这两个环节叠加,让衰老的TRMs既“抓不住”也“吃不下”衰老的中性粒细胞,从而导致其堆积,促进器官衰老。

这项研究告诉我们什么?

其实,这项研究转变了我们以往对器官衰老的认知:它不仅仅是被动累积的损伤、退化,更是主动清除衰老细胞的失败,是一个可以被主动干预的生物学过程。

需要我们保持清醒的是:

1.研究主体是在小鼠身上完成的。虽然人类组织数据提供了支持性证据,但EP2拮抗剂在人类中的衰老干预效果还需要更多临床试验来验证。

2.研究中所使用的EP2拮抗剂曾进入过一期临床试验阶段,但之后因安全性和有效性方面的考量已终止开发[6]。这并不代表EP2这条通路走不通,只不过从靶点发现到最终成药之间的路还很长,请保持理性。

3.EP2本身就是正常免疫调节系统的一部分,全身系统性长期阻断可能带来副作用。

普通人现在能做什么?

虽然EP2拮抗剂暂时还到不了普通人手上,但这项研究的底层逻辑,即减少慢性炎症、维持免疫细胞的代谢健康,给我们提供了一些可以主动去做的方向:

抗炎饮食

via:pixabay。

长期慢性炎症会过度激活EP2。多吃富含Omega-3脂肪酸的食物(深海鱼)、多吃抗氧化蔬果、减少精制糖和反式脂肪的摄入等,这些都有助于从源头上控制炎症水平。

这么吃: 可以对抗衰老的抗炎饮食,只有这么吃才真正有效 - 长寿之家

规律运动

运动能改善免疫细胞的代谢状态,降低系统性炎症水平,相当于间接帮TRMs“减负”。

这么动:哈佛团队30年追踪揭示:长寿运动,“配方”比“剂量”更重要! - 长寿之家

保证睡眠

睡眠不足会推高炎症因子水平。长期熬夜等于在给EP2通路持续“供能”。

这么睡:延寿的最佳睡眠时间为7-8小时,中老年人也一样 - 长寿之家

身体的衰老并不只是被动地“变旧”,而是一套精密的细胞清理系统在慢慢失灵,科学要做的就是找到让它重新运转起来的开关。当那一天真的到来时,衰老或许就不再是一道必答题了。

 

 



考资料

[1] Tan YJ, Conley TE, Yao F, et al. Restored clearance of senescent neutrophils by tissue-resident macrophages limits organ aging. Science. 2026;393(6808):eaea3075. doi:10.1126/science.aea3075

[2] Summers C, Rankin SM, Condliffe AM, Singh N, Peters AM, Chilvers ER. Neutrophil kinetics in health and disease. Trends in Immunology. 2010;31(8):318-324. doi:10.1016/j.it.2010.05.006

[3] Minhas PS, Latif-Hernandez A, McReynolds MR, et al. Restoring metabolism of myeloid cells reverses cognitive decline in ageing. Nature. 2021;590(7844):122-128. doi:10.1038/s41586-020-03160-0

[4] Guilliams M, Bonnardel J, Haest B, et al. Spatial proteogenomics reveals distinct and evolutionarily conserved hepatic macrophage niches. Cell. 2022;185(2):379-396.e38. doi:10.1016/j.cell.2021.12.018

[5] Jones RC, Karkanias J, Krasnow MA, et al. The Tabula Sapiens: A multiple-organ, single-cell transcriptomic atlas of humans. Science. 2022;376(6594):eabl4896. doi:10.1126/science.abl4896

[6] Forselles KA, Root J, Clarke T, et al. In vitroandin vivocharacterization of PF‐04418948, a novel, potent and selective prostaglandin EP2receptor antagonist. British Journal of Pharmacology. 2011;164(7):1847-1856. doi:10.1111/j.1476-5381.2011.01495.x

[7] Timmers PRHJ, Wilson JF, Joshi PK, Deelen J. Multivariate genomic scan implicates novel loci and haem metabolism in human ageing. Nature Communications. 2020;11(1):3570. doi:10.1038/s41467-020-17312-3



+1
0

好文章,需要你的鼓励