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衰老细胞有助于治愈受损组织

衰老的免疫系统细胞可能是所有衰老细胞中危害最大的细胞之一,因为它们会在身体其他器官和系统中传播组织损伤和快速衰老。但一个发现 加州大学旧金山分校 表明并非所有衰老细胞都是有害的“僵尸”。

在重新评估抗衰老医学试图消除的“僵尸”细胞的作用时,科学家发现其中一些细胞嵌入年轻、健康的组织中,并促进损伤的正常修复。 

科学家们现在已经观察到这些细胞在肺组织和其他作为体内屏障的器官(如小肠、结肠和皮肤)中发挥作用。当使用抗衰老药物治疗并杀死这些细胞时,肺组织损伤恢复得更慢。

肺病、重症监护、过敏和睡眠医学副教授、该研究的资深作者 Tien Peng 医学博士说: “衰老细胞可以占据作为‘哨兵’的特殊地位,监测组织的损伤情况,并通过刺激附近的干细胞生长和启动修复来做出反应。”

“科学家最初认为衰老细胞纯粹是有害的,这是可以理解的。随着人们年龄的增长,衰老细胞会积累旧细胞的特征,包括无法产生新细胞。它们不会像正常衰老细胞那样死亡,而是继续存活,喷出炎症化合物的混合物,形成衰老相关的分泌表型(SASP)。这些因素与 阿尔茨海默氏症, 关节炎和其他与年龄相关的疾病,包括 癌症。 “僵尸细胞”这个朗朗上口的名字就是为它们创造的。”

研究人员做出了惊人的发现,即利用针对并杀死“僵尸细胞”的衰老药物,去除小鼠体内的衰老细胞可以预防或减少与年龄相关的疾病,并延长动物的寿命。此后,研究实验室和制药企业的活动激增,致力于寻找和开发这些药物的更有效版本。

然而,去除衰老细胞会带来风险。例如,最近的这项研究表明,衰老细胞还可以通过触发干细胞修复来促进常规愈合。根据这项新研究,分析可能会对正常修复产生负面影响,但它们也有可能治疗衰老细胞导致干细胞病理行为的疾病。

衰老细胞的研究可能具有挑战性,因为它们的指标(例如基因 p16)有时很稀缺且难以找到。在早期的实验中,成纤维细胞被分离出来,在培养皿中生长,直到有足够数量的细胞用于实验,然后用导致细胞衰老的化学物质进行应激。但在生物体中, 细胞之间的相互作用 它们周围的组织显着影响细胞的基因活性。这意味着与正常环境中的细胞相比,在玻璃培养皿中单独生长的细胞的特征可能有所不同。

为了为他们的研究创造更强大的工具,科学家改进了一种常用技术,将相关基因(在本例中为 p16 基因,在衰老细胞中过度活跃)与绿色荧光蛋白 (GFP) 作为标记融合,可以在紫外线下揭示细胞的位置。科学家通过增强这些衰老细胞中绿色荧光蛋白的数量和稳定性,显着放大了荧光信号。这使他们能够在活组织的自然栖息地中看到衰老细胞。

科学家们发现,衰老细胞存在于年轻和健康的组织中,其程度比之前认为的要大,并且利用这种极其敏感的技术在出生后不久就开始发育。科学家们还发现了衰老细胞释放的特殊生长因子,可以促进干细胞增殖和治愈组织。巨噬细胞和单核细胞等免疫系统细胞可以激活衰老细胞的发现与衰老和组织损伤有关。这一发现意味着衰老或受损组织中的炎症是衰老细胞活性和再生的关键调节因子。

在肺组织的研究中,彭的团队观察到,基底膜上的干细胞旁边有绿色发光的衰老细胞,基底膜充当屏障,防止外来细胞和有害化学物质进入体内,并允许氧气从肺部空气扩散到肺组织中。下层组织。此动态接口可能会发生损坏。研究小组在其他屏障器官(例如小肠、结肠和皮肤)中发现了类似位置的衰老细胞。他们的实验证实,如果用衰老剂杀死衰老细胞,肺干细胞就无法正确修复屏障表面。

实验病理学教授 说过 彭的研究对于衰老研究确实具有重要意义,其目标是帮助个人活得更长久、更健康。 

她说:“研究表明,衰老药物研究应该侧重于识别和精确靶向有害的衰老细胞,也许是在疾病的最早迹象时,同时保持有益的细胞完好无损。” “这些发现强调需要开发更好的药物和小分子,以针对与疾病而不是再生有关的特定衰老细胞亚群。”

杂志参考:

  1. 纳博拉·S·雷耶斯等人。基底膜中的前哨 p16INK4a+ 细胞在肺中形成修复生态位。 科学。 DOI: 10.1126/科学.abf33

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