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免疫細胞在抗衰老過程的重要作用。

时间:2018年06月15日 来源:本站

從古至今,長生不老都是人類夢寐以求的“彼岸”。

然而,不老的傳說暫時只存在于神話中,但科學家對于抗衰老技術的追求一直在路上,從未停歇。

今天,我們來聽聽軍事醫學科學院放射與輻射醫學研究所研究員段海峰教授來講解“抗衰老過程中細胞的關鍵作用”。

段教授曾在美國羅格斯·羅伯特·伍德·約翰遜醫學院藥理學系從事博士後研究,長期從事幹細胞與組織再生醫學研究與臨床應用研究,曾承擔國家863課題、國家青年自然科學基金、國家重大新藥創制項目、國家973計劃分課題等研究,並參與2種國家I類新藥的藥效學評價和臨床新藥報批,申請國家發明專利10余項,以第一作者和通訊作者發表SCI科研論文30多篇。

衰老與抗衰老的本質 

Age壽命

衰老的一個重要指標就是壽命。

物種的壽命是相對固定的。實驗室裏的小鼠平均能活到3歲左右,家養的寵物狗是15歲左右,猴子是30歲左右。科學家估計,人類的預期壽命是120-150歲。

目前吉尼斯世界紀錄大全紀錄的最長壽者是活了122年的法國女性卡爾芒。2015年全球人口平均壽命71歲,日本以人口平均壽命83.4歲排在世界第一位。

 

Aging衰老

決定預期壽命最重要的一個因素是衰老。

人們常說的衰老,其實是由“衰”和“老”兩個字組成。“衰”即退化,虛弱,“老”則意味著年齡逐步增長,兩個字合在一起,就意味著隨著年齡增長,人體的皮膚和組織器官也逐漸衰減、退化,變得十分虛弱。

人的衰老本質是細胞的衰老和死亡,造成“表裏不一”的面容,是因爲每個人的組織細胞衰老快慢不同造成的。人體,就好比是一座細胞作爲磚石雕砌而成的大廈,隨著時間的流逝,磚石逐漸風蝕破損,風來而經不起吹。細胞的壽命只有幾天或者幾周,而細胞衰老、受傷或死亡後,需要新的繼承者們接班上崗。

只要是生命體,就一定會衰老。

Anti-Aging抗衰老

抗衰老是排除內外環境對人體固有生命過程的幹擾,使人的壽命得以自然延續的措施。

換言之,衰老是生命受到內外環境幹擾的衰減過程,抗衰老就是抗幹擾。

抗衰老有兩個目標:

第一個目標是保持機體健康,活到預期壽命;第二個目標是推遲衰老過程,延長預期壽命。

用兩個成語來形容,第一個目標是益壽,第二個目標是延年。

延長預期壽命涉及到生命本質,難以逾越;排除環境對生命過程的幹擾,活到預期壽命,則相對更可能實現。

在活到預期壽命的基礎上,追求更高的生存質量,是我們對抗衰老的更高要求。

抗衰老的三大系統:

要抵禦內外環境對生命過程的幹擾,如微生物感染、細胞突變和腫瘤發生等,我們需要一個健康強大的防禦系統,即免疫系統。免疫系統也是機體內在的抗幹擾系統。我們在抗衰老的過程中,要遵循自然之道,利用好機體的內在抗幹擾機制。

天人合一,人體對自然界的攝取(飲食)要與人體的容量或需求相適應,厚德才能載物。代謝紊亂是幹擾天人合一和生命過程的另一個關鍵因素。因此,如何維持一個健康強大的代謝系統,是抗衰老研究的核心內容之一。

內外環境對人體造成的損傷如不及時修複,會導致遷延不愈的炎症和各種慢性難治性疾病。因此,維持一個強大的組織修複系統對于疾病治療和抗衰老保健至關重要。

幹細胞在多個方面參與抗衰老,包括分化成免疫細胞,對抗內外環境的幹擾;參與代謝調節,維持機體的內在平衡;通過控制炎症和修複組織,預防各種慢性疾病。

免疫細胞在衰老中的作用

免疫系統在抗衰老中的作用遠比我們想象的大。

免疫細胞也是我們更容易觀察及量化的對象,免疫細胞包括:T細胞、B細胞、DC細胞、NK細胞等。

 女人更長壽的現象

女性的月經或生理周期,造就了女性更爲強大的免疫系統,這也是全球範圍內女性壽命普遍高于男性的本質所在。日本的一項研究成果顯示,相對男性而言,女性的免疫系統衰老速度要慢很多。

雖然在衰老過程中白細胞總數都會下降,但男性白細胞中的T細胞和B細胞等淋巴細胞減少速度明顯快于女性,而這兩種細胞在免疫系統中的作用非常重要。女性在衰老過程中,與免疫有關的細胞因子等其他幾項免疫參數的表現也優于男性。

領導這項研究的日本東京醫科齒科大學教授廣川勝郁說,雌性激素有助于淋巴細胞的産生和調控,從而影響到免疫力,這可能是女性免疫系統衰老速度比男性更慢的原因之一。

強大的免疫系統,也使女性腫瘤的發生率明顯低于男性。2017年中國腫瘤年報數據顯示,在50歲後,男女腫瘤的發生率均顯著增加。而與男性相比,女性的腫瘤發生率則明顯要低。

凡事都有兩面性,過強的免疫系統導致女性罹患自身免疫性疾病的風險明顯高于男性。比如,女性罹患系統性紅斑狼瘡的風險是男性的8倍,罹患類風濕關節炎的風險是男性的3倍,患甲亢的風險是男性的5倍。

這個例子告訴我們:免疫系統強大,相對更容易長壽。

 百歲老人NK細胞活性

这篇文章观察了138名4 - 106岁的健康人,其中有26名世纪老人(百岁以上的老人)。

研究數據表明,年輕人(Y)NK細胞的殺傷活性在63%左右,即在一定比例情況下,NK細胞殺傷腫瘤細胞的效率。中年人群(MA)NK細胞的殺傷活性明顯降低,在33%左右。而世紀老人(C)NK細胞的殺傷活性高達55%左右。該結果表明,NK細胞活性的高低與健康長壽有密切的關系。

這個例子告訴我們:長壽者,免疫功能更強。

NK細胞活性與腫瘤

NK細胞主要分布于外周血,占外周血淋巴細胞總數的5-10%,不需抗原刺激也可以直接識別殺傷靶細胞。

NK細胞屬于白細胞的一種,它是人體忠誠的衛士,主要任務就是消滅那些已經被病毒感染的細胞,從而把病毒消滅在“搖籃”中。另外,身體裏面的腫瘤細胞也是它們追殺的對象。

NK細胞使用的武器就是“穿孔素”和“顆粒酶”,當它把穿孔素“噴”在細胞上時,能在細胞上打一個小洞,再將“顆粒酶”注入靶細胞內部,使靶細胞崩解破碎,從而消滅被病毒感染的細胞或幹掉腫瘤細胞。NK細胞在機體免疫監視和早期抗感染免疫過程中起到非常重要的作用,是一種有效、安全的腫瘤生物免疫治療方法,具有廣闊的應用前景。

通过对3625人连续11年观察,科学家发现外周血NK細胞活性與腫瘤的发生率明显相关,NK细胞活性越低,肿瘤的发生率越高。

今年初Journal of Immunotherapy上刊发的一篇文献表明,长期冻存后的脐带血NK细胞可用于乳腺癌的靶向治疗研究。

在試驗中,研究人員從臍帶血中分離並體外擴增了大量激活的NK細胞,然後對這些NK細胞殺傷乳腺癌細胞的作用進行了觀察。

研究人員根據凍存時間長短,將臍帶血分爲三個組別:深低溫凍存1-10年(長期組)、小于1年(短期組)與未凍存的臍帶血。

結果顯示,長期冷凍保存對臍帶血NK細胞的擴增潛能和抗腫瘤活性都沒有影響。同時,這些細胞在攻擊原發性乳腺癌細胞時特別有效。

三種臍帶血來源NK細胞的激活和成熟標記物表達相似

三種臍帶血來源NK細胞分泌抗腫瘤細胞因子的比較

PMID: 29189387 

DOI: 10.1097/CJI.0000000000000192

該研究的負責人Ashkar教授說:“研究表明,我們可以從長期深低溫保存的臍帶血獲得大量的NK細胞。這使得它成爲推進NK細胞免疫治療領域的一個可行的細胞來源,特別是當它用于乳腺癌時。”

该研究的第一作者Tina Nham说:“脐带血可以在出生时储存,以便在需要的时候用来帮助治疗孩子。当孩子长大后,脐带血可以继续保存,可用于免疫疗法治疗各种疾病。”


幹細胞在抗衰老中作用

衰老與幹細胞的關系

研究表明,红骨髓被黄骨髓取代、黑发变白发都是干细胞老化和减少的表现。随着年龄增长,骨髓间充质干细胞克隆形成能力显著下降。这些研究结果揭示,衰老與幹細胞老化和数量减少密切相关。


幹細胞抗衰老研究

利用連體共生鼠模型,研究人員發現,年輕小鼠的造血幹細胞可以使老年小鼠變得年輕,證明了造血幹細胞的抗衰老作用。

《自然》雜志上的一項新研究揭示,大腦中的幹細胞可能是延長壽命、延緩衰老的關鍵。位于下丘腦中生産激素和其他信號分子區域內的幹細胞可以恢複中年小鼠衰退的腦功能和肌力。研究團隊把來自新生小鼠下丘腦中的幹細胞注入到中年小鼠大腦中。四個月後,與同齡的對照組相比,注入幹細胞的中年小鼠有了更好的認知,平均壽命也延長了10%。

▲ 在下丘脑内植入特殊的神经干细胞后(红色),小鼠的寿命得到了延长。

2016年7月,北京大學第三醫院爲15歲的科凱恩綜合征(早衰症)女孩實施了間充質幹細胞治療。北京大學第三醫院對外表示,接受幹細胞治療的患者多個生理指標明顯好轉。

這是首次嘗試利用幹細胞來治療人類早衰症。此前動物實驗已經證實,幹細胞對早老症動物的衰老有改善作用。

幹細胞抗衰老作用原理

  1. 組織修複作用

疾病的發生或衰老過程都起源于組織的損傷。組織損傷會導致組織結構的不完整和功能的退化或喪失。

幹細胞對組織修複的作用主要體現在以下幾個方面:

① 为受损组织修复提供种子细胞。

② 分泌生长因子,改善损伤局部微环境,或刺激损伤局部干细胞增殖和分化,帮助损伤组织修复。如研究表明,间充质干细胞可以分泌数百种细胞因子,这些因子在不同的组织损伤修复中起着关键作用。

③ 调动机体损伤修复系统,为损伤修复提供机体大环境。如干细胞输注后导致机体睡眠改善,这对损伤修复具有重要意义。

2.代謝調控作用

通暢或強大的代謝能力是長壽和抗衰老的關鍵。一方面,我們可以通過控制飲食,減輕代謝器官的負擔,達到維持代謝系統通暢的目的;另一方面,我們也可以通過藥物或幹細胞的幫助,增強代謝器官功能,促進代謝,從而達到抗衰老保健的作用。

控制饮食,即热量限制(Caloric restriction, CR)是维持健康长寿的关键因素。该概念的提出和最早的实践者是16世纪的威尼斯贵族Luigi Cornaro。通过严格控制饮食,在当时欧洲人的平均寿命只有27.5岁的情况下,他活了103岁!他在83岁时把他的饮食和生活心得写了一本书,题目叫做“The Art of Living Long”。现在科学已经证明,热量限制可以让几乎所有的生物,从单细胞生物到啮齿类动物,到和人类非常接近的灵长类动物,都能够健康长寿。

對大多數人來講,控制飲食是一件痛苦且難以完成的任務。但我們可以通過抗代謝藥物或幹細胞的幫助,增強代謝器官的功能,促進代謝,從而達到和控制飲食同樣的效果。如治療代謝病的二甲雙胍,目前被認爲是最廉價的長壽藥。

幹細胞在促進代謝方面具有重要的作用,具體體現在以下兩個方面:①促進胰島再生和修複其他受損代謝器官,維持代謝系統的功能完整;②分泌大量細胞因子,改善胰島素抵抗,促進糖脂代謝。尤其是從脂肪中分離的間充質幹細胞。

3.炎症控制作用

損傷和修複是一個動態過程,炎症在損傷修複過程中扮演重要角色。理論上講,凡是具有再生作用的細胞或因子,均具有對抗炎症的重要作用。

如研究表明,間充質幹細胞和免疫細胞中的巨噬細胞一起,在協調炎症反應和組織修複的平衡中起著關鍵作用。這兩種細胞可在不同的因子作用下表現出兩種表型,M1型,促進炎症型,和M2型,免疫抑制型。

即間充質幹細胞和巨噬細胞根據損傷環境的不同和組織修複的需要,要麽促進炎症反應,以快速清除侵入損傷局部的微生物、異物或自體組織破壞所釋放的內容物;要麽抑制炎症反應,有利于組織的新生和創傷的修複,從而精細地調節炎症反應和組織修複,發揮“變阻器”樣的作用。



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