衰老細胞並非都是壞的!《科學》發現人類對它們誤解有點深

▎藥明康德內容團隊編輯

上世紀60年代,生物學家Leonard Hayflick和同事設計了一個體外的細胞增殖實驗,他們想看看細胞是不是能無限地複製下去。隨著時間的推移,培養皿中的細胞逐漸失去了活力,不斷減緩分裂的速度,

直到進入一種靜止的狀態

這證明了細胞的增殖能力是有一定極限的,也就是

Hayflick界限

。而這些靜止的細胞也被稱作了“衰老細胞”,它們並沒有死亡,反倒會提升一些和細胞存活有關的訊號通路來與死亡保持一定距離。

衰老細胞並非都是壞的!《科學》發現人類對它們誤解有點深

圖片來源:123RF

衰老細胞的大小、形狀都會變得很奇怪,時不時還釋放一些炎症因子化合物破壞周圍細胞。這種半死不活、動不動咬其他細胞一口的行為和殭屍無異,因此它們也有了

“殭屍”細胞(zombie cell)

的代稱。

理論上,隨著年齡越來越多的“殭屍”細胞的確一無是處,科學家此前也是這麼認為的,比如清除掉實驗動物體內的衰老細胞可以減少甚至阻止和年齡相關疾病的發生,並且延長動物的壽命。而針對清除“殭屍”細胞的一些新興藥物也在不斷研發。

但是,《科學》最近的一項研究對這種無差別清除“殭屍”細胞的行為發出了警報,因為這些細胞並非單純有害,它們在一些器官中可以發揮作用,例如肺、小腸和面板。

當“殭屍”細胞被藥物消滅後,肺部組織的損傷明顯癒合得要更慢。

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除此之外,研究還解決了平時難以研究“殭屍“細胞的問題。據作者介紹,由於“殭屍”細胞的標誌物非常稀少,因此很難檢測到它們的存在。在過去,研究者可能傾向於獲取一些成纖維細胞,並給其施加一些壓力讓其加速衰老。但這樣做,可能與體內的緩慢變化相差甚遠,還可能極大地改變了細胞的基因表達模式。

為了反映更真實的情況,新研究給衰老細胞中過度啟用的基因,例如p16基因,帶上了一個綠色熒光蛋白標誌。這樣當他們在顯微鏡下觀察時,那些亮度越高的細胞則更可能是“殭屍”細胞,而數量越多的區域則是它們喜歡棲息的組織位置。

衰老細胞並非都是壞的!《科學》發現人類對它們誤解有點深

▲“殭屍”細胞對組織損傷後修復有重要作用(圖片來源:參考資料[2])

藉助這一方法,研究者意外地發現,我們口中的衰老細胞、

“殭屍”細胞並不只是老年個體的專屬,它們在年輕、健康組織中的佔比遠遠比過去認為的要多很多

,並且在個體剛出生不久就會產生“殭屍”細胞。

這些細胞會釋放一些特定的生長因子,啟用並加速幹細胞增殖,幫助組織進行損傷修復。研究者在研究肺部組織的時候,發現許多發著熒光的細胞就矗立在幹細胞基膜周圍。

它們變成了一種類似屏障的存在,可以阻止外部的細胞或者有害物質進入內部

這種屏障同樣存在於小腸、結腸和面板等會與外界具有聯絡的器官中。當研究者嘗試用藥物清除掉這些“殭屍”細胞後,剩下的幹細胞就不再能完整地修復這層屏障,而肺部組織遇到損傷的時候也無法完整地進行修復。

“這也說明了很多針對衰老細胞的研究應該進行分類,只清除那些有害的部分,而不破壞這些有益的,” 研究作者Tien Peng博士表示,這也對未來的相關藥物研發提出了更精準、更高的要求。

[1] Senescent cells help to heal damaged tissues。 Retrieved October 18, 2022 from https://www。eurekalert。org/news-releases/968050

[2] Sentinel p16INK4a+ cells in the basement membrane form a reparative niche in the lung。 Science (2022)。 DOI: 10。1126/science。abf3326

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