新技术让免疫系统“重返年轻”,减少炎症
原文作者:Heidi Ledford
靶向造血干细胞的抗体能让小鼠的免疫系统重焕生机。造血干细胞(示意图,人工上色)能产生红细胞和免疫细胞。来源:Science Photo Library
科研人员通过减少老年小鼠的异常干细胞,使其免疫系统重焕新生 [1] 。 这项技术能增强老年小鼠对病毒感染的反应,还能减少炎症迹象。该研究3月27日发表于《自然》, 研究人员用抗体减少老年小鼠体内能分化成各种其他细胞类型的干细胞,包括促炎症的细胞。 过度炎症会在体内造成巨大破坏,而在小鼠和人类衰老过程中,这些促炎干细胞会逐渐占据主导。
虽然距离在人体内实验这项技术还有好几年,但小鼠和人类在产生免疫细胞的干细胞生物学上有许多相似之处。“这是非常重要的第一步,”未参与该研究的加州大学圣迭戈分校干细胞生物学家Robert Signer说,“我很想看看他们将如何继续这方面的研究。”
免疫系统失衡 数十年来,斯坦福大学的Irv Weissman团队一直在不遗余力地追踪造血干细胞的命运。这些细胞能补充人体内储存的红细胞 (能将肺部氧气带到全身各个部位) 和白细胞 (免疫系统的关键成分) 。2005年,Weissman和同事发现,造血干细胞群会随小鼠衰老而发生变化 [2] 。对于年轻小鼠来说,两类造血干细胞之间会有一个平衡,每类造血干细胞服务于免疫系统的不同分支。“适应性”免疫会产生靶向特定病原体的抗体和T细胞,“固有”免疫会对感染产生一般反应,如炎症。
但对老年小鼠来说,这种平衡会倒向促炎的固有免疫细胞。老年人的造血干细胞中已经报道过类似变化,研究人员推断这可能会削弱人体产生新抗体和T细胞反应的能力。这或许揭示了为何老年人在感染流感病毒和新冠病毒这种病原体后更容易出现重症,以及他们对疫苗的反应为何不像年轻人这么强。
恢复平衡 如果事实如此, 那么让造血干细胞群恢复平衡或许也能让免疫系统再生 。为测试这种理论,该团队生成了能与主要产生固有免疫细胞的造血干细胞相结合的抗体。他们随后将这些抗体注射到老年小鼠体内,希望免疫系统能摧毁被这些抗体结合的干细胞。这种抗体疗法使处理后的小鼠的免疫系统再生。它们对疫苗的反应更强,抵御病毒感染的能力也比没有处理过的老年小鼠更好。处理过的小鼠产生的炎症相关蛋白水平也低于未处理的老年小鼠。
Signer说, 这是很重要的研究,证明了不同造血干细胞群会如何影响免疫系统的衰老。
但也有一种可能,就是这种抗体疗法的作用不仅是影响了占主导的造血干细胞群 ,加州大学洛杉矶分校大卫·格芬医学院研究白细胞的Enca Montecino-Rodriguez说,这种疗法或许也影响了造血干细胞所在的环境。抑或是,它能清除体内其他衰老细胞,或是触发改变小鼠对疫苗和病毒反应的免疫应答。
Weissman表示,他的团队正在研究用一种类似技术来重新平衡衰老的人类造血干细胞。他说,但即使有了大量经费,扫除了所有障碍,也至少还要三到五年才能开始在人体中测试。
与此同时,他的团队将继续研究小鼠,了解关于这种抗体疗法的更多信息,诸如它是否会影响癌症或炎症性疾病的发病率。“老年和年轻的血液形成系统有很大的差别,”Weissman说,“这里不仅是骨髓上的差异。这是全身性的差异。”
参考文献:1.Ross, J. B. et al. Nature https://doi.org/10.1038/s41586-024-07238-x (2024). 2.Rossi, D. J. et al. Proc. Natl Acad. Sci. USA 102 , 9194–9199 (2005). 原文以 How to make an old immune system young again 标题发表在2024年3月27日《自然》的 新闻 版块上 © nature Doi:10.1038/d41586-024-00871-6
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