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面对衰老,你的2万亿免疫细胞准备好了吗?NK细胞可能是抗衰的“终极大招”

面对衰老,你的2万亿免疫细胞准备好了吗?NK细胞可能是抗衰的“终极大招”

来源:博雅

日期: 2023.10.25

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引言

今日分享一篇免疫细胞与抗衰老相关的文献。科学研究证实,随着年龄的增长,我们的NK免疫细胞的功能会下降,这可能是老年人容易感染病毒、患病风险增加以及衰老细胞和癌细胞增加的主要原因。基于对NK细胞衰老的理解,可以定制更好的提高免疫力的方法。


《Cells》:衰老同步带来免疫细胞的衰老


我们每个人体内都有着数万亿个细胞,其中超过2万亿是免疫细胞。人体衰老和亚健康究其根本都是细胞的衰老和减少。世界卫生组织对疾病康复、抗衰老的新定义:“治愈疾病、抗衰老最根本的途径是修复细胞、改善细胞代谢、激活衰老细胞的功能”。


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人体内的细胞每时每刻都发生在变化。那当我们衰老时,我们的免疫细胞会发生怎么样的变化呢?人体的免疫系统又会发生怎么样的变化呢?


近期,发表在《Cells》杂志上的研究以NK细胞为例[1],为我们展示了随着年龄的变化,人体内的细胞所发生的变化,并告诉人们年龄相关的NK细胞功能障碍的表现和驱动因素,以及提高NK细胞免疫力的方法。了解和解决与年龄有关的NK细胞功能下降问题,对于改善年龄相关的疾病和减少死亡风险非常重要。


NK 细胞:破解免疫衰老的密码


NK免疫细胞在抗击癌症、衰老和感染等疾病中发挥着重要作用。随着年龄增长,我们的免疫系统也会逐渐衰退,这就是所谓的免疫衰老现象。不过,关于免疫衰老,很少有人提到与年龄有关的NK细胞功能问题。事实上,NK细胞是监控衰老细胞免疫状况的核心参与者之一。


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随着年龄的增长,我们的NK细胞的毒性能力会下降,这可能是老年人容易感染病毒、患病风险增加以及衰老细胞和癌细胞增加的主要原因。


针对这一问题,越来越多的研究致力于了解NK细胞的生物学特征以及随着年龄增长NK细胞发生的功能变化。


老年人的NK细胞,发生了功能性的变化


随着年龄增长,功能失调的NK细胞往往表现为NK效应能力的下降,例如NK细胞毒性减弱,IFN-γ分泌减少,穿孔素和颗粒酶的表达降低。


NK细胞在成熟过程中受到局部微环境的影响,而这些环境在衰老过程中或异常细胞部位的变化时可能扭曲NK细胞的行为。也就是说,老化的环境,对NK细胞的功能产生影响。


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图1. NK细胞衰老的表型、功能和影响因素[1]


在信号转导方面,老年人的NK细胞表现出Ca2+动员减少、穿孔素表达和释放减少。此外,所有NK细胞亚群的端粒长度都随着年龄的增长而减少。CD56bright NK细胞减少幅度最大。端粒损耗是随着年龄增长NK细胞功能下降的潜在因素,但需要进行更多的研究以确定对细胞毒性的任何实际功能影响。


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研究表明,从年轻小鼠中分离的NK细胞移植到老年小鼠后,其在离体实验中的功能明显受损,而从老年小鼠转移到年轻小鼠的NK细胞似乎完全恢复了其细胞毒性潜力[2]。这些发现表明宿主组织得微环境对衰老过程中NK细胞功能有很强的影响。老化的环境可能缺乏促进NK细胞发育和存活所需的刺激因子,例如重要的细胞因子IL-2和IL-15。


增强免疫力的方法:使用NK细胞清除衰老细胞


衰老细胞被认为是退行性衰老过程的主要推动因素,并导致特定的衰老疾病。NK细胞是一种主要的淋巴细胞,负责清除衰老细胞以及患病组织,参与伤口愈合、发育和其他生理过程。越来越多的研究认为,当我们解了NK细胞功能下降的原因后,就可以制定治疗策略,恢复或增强NK介导的衰老细胞免疫监视。

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第一种方法是针对与年龄相关的缺陷,扭转这一进程中NK细胞内在能力的下降。尽管我们尚未完全了解衰老对NK细胞毒性的影响,但已知的机制可能使我们能够针对引发和促使NK细胞功能下降的其他因素,恢复对癌变细胞、病毒感染和衰老细胞的免疫监视。


第二种方法是针对衰老细胞逃避免疫清除机制,增强免疫监视能力。这些机制包括衰老细胞表面的基质金属蛋白酶(作为SASP的一部分)脱落,减少NK细胞与衰老细胞的结合,以及抑制受体HLA-E的上调。


第三种方法是通过扩增和潜在工程化的NK细胞,加强免疫系统内源的攻击武器。在癌症治疗中,CAR-NK细胞相比CAR-T细胞具有一些潜在的优势。


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首先,NK细胞释放的细胞因子不太可能引起全身炎症反应,避免了像CAR-T细胞治疗中的“细胞因子释放综合征”副作用。另外,CAR-NK细胞在体内的持续时间不像CAR-T细胞那样长,减少了移植物抗宿主病和恶性转化的风险。如果CAR系统的表达丢失或其靶抗原不存在于靶细胞亚群中,CAR-T细胞将丧失细胞毒性能力,而CAR-NK细胞则通过其天然受体作为备用系统,继续对异常细胞进行攻击。


最近的临床试验发现,与CAR-T疗法相比,CAR-NK细胞免疫疗法不仅更有效,而且成本更低(使用现成的NK细胞),降低了对免疫检查点的依赖,并减少了非特异性神经毒性的风险[3,4]


小结

长期的慢性全身炎症通常被认为是衰老相关功能障碍的标志,也是导致年龄相关疾病(比如肥胖和阿尔茨海默症)发生和增加死亡风险的重要因素。随着新的工具和技术的不断发展,加深对于NK细胞衰老的理解和实行治疗干预将变得越来越可能。这将使日益高龄的人能够过上更健康的生活,并最终推动寿命延长疗法的革命。


参考文献:

1. Brauning, A., Rae, M., Zhu, G., Fulton, E., Admasu, T.D., Stolzing, A., and Sharma, A. Aging of the Immune System: Focus on Natural Killer Cells Phenotype and Functions. Cells 2022, 11, 1017.

2. Shehata, H.M.; Hoebe, K.; Chougnet, C.A. The aged nonhematopoietic environment impairs natural killer cell maturation and function. Aging Cell 2015, 14, 191–199.

3. Pfefferle, A.; Huntington, N.D. You Have Got a Fast CAR: Chimeric Antigen Receptor NK Cells in Cancer Therapy. Cancers 2020, 12, 706.

4. Xie, G.; Dong, H.; Liang, Y.; Ham, J.D.; Rizwan, R.; Chen, J. CAR-NK cells: A promising cellular immunotherapy for cancer. EBioMedicine 2020, 59, 102975.

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