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定期回输NK细胞,可减轻免疫衰老、延长健康寿命

衰老,是一个复杂的生物学过程,发生在生命的整个阶段,是多种慢性疾病的关键因素之一。随着全球人口老龄化加剧,健康老龄化和延

衰老,是一个复杂的生物学过程,发生在生命的整个阶段,是多种慢性疾病的关键因素之一。随着全球人口老龄化加剧,健康老龄化和延长健康寿命已成为科学界关注的焦点。

近年来,全球平均预期寿命普遍延长,百岁老人的数量增长了数倍。作为健康老龄化的典范,百岁老人免疫系统具有独特优势,但以往相关的研究较少,且大多为小规模研究。

中国人民解放军总医院的研究团队在柳叶刀子刊《eBioMedicine》上发表了一篇名为《百岁老人的免疫系统具有独特特征,其自然杀伤细胞(NK细胞)比例显著上升且更年轻,表现出更强的细胞毒性和基因转录活性》的论文。研究揭示了这些百岁老人具有独特的免疫特征:

他们体内的自然杀伤细胞(NK细胞)比例显著升高,并且表现出更加年轻化的基因转录特征和更强的细胞毒性。

也就是说,这种免疫细胞年轻是百岁老人长寿的关键。

为揭开这个密码,研究团队做了一次全面的“免疫探秘”:

研究人员分析了3个百岁老人队列,包括海南临高百岁老人队列:17位百岁老人、他们的9位后代和14位对照组,以及江苏如皋百岁老人队列(7,6,9)和日本百岁老人队列(7,2,3),通过血液样本分析了外周血单核细胞的免疫特征,揭示了百岁老人外周免疫细胞的独特特征。

此外,百岁老人的NK细胞更年轻,表现出更年轻的转录特征和细胞毒性,包括细胞亚群分布和关键膜受体表达。

进一步分析发现,在百岁老人的NK细胞中,关键转录因子RUNX3表达显著增强,这可能与增强NK细胞与T细胞之间的相互作用有关,进而通过调节MHC-I、CD99和MIF,促进T细胞功能,从而维持整体免疫稳态和抗感染能力。

细胞亚群分析显示,百岁老人的CD4+和CD8+ T细胞中细胞毒性亚群比例增加,抗原呈递相关基因表达上调。

这项研究揭示了百岁老人独特的免疫特征,尤其是NK细胞更年轻,为理解健康老龄化的免疫机制提供了新的视角,并为防治年龄相关疾病提供了新靶点。

01

什么是NK细胞?

在人体起到什么作用?

NK细胞,全名自然杀伤细胞(Natural Killer Cell),是免疫系统中的重要成员,它们如同身体内的“特种部队”,无需预先识别抗原,就能直接攻击并消灭病毒、细菌以及癌细胞,是维护我们健康的第一道防线。

据《自然免疫学》杂志2015年发表的一项研究指出,NK细胞活性随着年龄的增长逐渐下降,40岁后尤为明显,这直接关联到人体免疫力的减弱和疾病易感性的增加。

NK细胞的功能活性对健康与长寿起着关键作用,当年龄增长、免疫功能下降时,通过回输自体活化增殖的NK细胞或从脐带血中提取的NK细胞,是保持健康、延长寿命的科学举措。

02

盘点NK细胞抗衰老的四大结论

定期输注,可有效减少免疫衰老和炎症

日前,发表在《Biochemistry and Biophysics Reports》的一个研究通过五个临床案例探讨了自体扩增激活的NK细胞(aNK)对免疫衰老的影响。研究评估了自体扩增激活的NK细胞疗法的安全性、减少衰老免疫细胞的能力以及其在抑制人类炎症反应中的效果。

研究结果表明:

自体扩增激活的NK细胞疗法不仅安全,还能有效减少免疫衰老,并在减少与年龄相关的炎症反应中发挥作用。

(1)自体扩增激活的NK细胞对衰老细胞的清除效果更强

这项研究的自体NK细胞(aNK)来自受试者的外周血,同时研究者比较了外周血单个核细胞(PBMC)和自体NK(aNK)细胞对K562细胞的细胞毒性。

结果显示,自体扩增激活的NK细胞相较于其原始来源的PBMC中的NK细胞,在体外展现出了更强的、剂量依赖性的细胞毒性活性,能够有效地针对K562细胞。

△ PBMC和aNK细胞对K562细胞(A)和衰老的人类皮肤成纤维细胞(B)的细胞毒性作用。

(2)自体NK细胞输注可降低衰老标志物的表达

研究者对接受了自体扩增激活的NK细胞输注的5名个体进行了细胞回输前后衰老标志物p16和β-半乳糖苷酶的水平检测。

研究人员将5名患者分为队列1和队列2两个组,其中队列1的3名受试者分别输注了1.0 × 10^9个自体NK细胞,并在输注aNK细胞前以及输注后第14天和第90天评估衰老标志物p16和β-半乳糖苷酶。

结果显示:

在自体扩增激活的NK细胞输注之前,队列1捐献者的PBMCs中p16和β-半乳糖苷酶含量较高。年纪最大的捐献者A的这两种标志物的水平最高,而最年轻的捐献者C的水平最低(见下图),暗示衰老标志物的水平与年龄的增长密切相关。

输注aNK细胞后第14天,所有捐献者的这两种标志物都有所下降,这表明无论年龄大小,免疫衰老都有所减少。

然而到了第90天,这两种衰老标志物又接近初始水平。这一现象可能是因为aNK细胞的活性有限,导致治疗效果的短暂性。

△自体NK(aNK)细胞输注对于不同年龄段供体血液中衰老标志物的影响。选取了三位不同年龄段的供体:70岁的供体A、51岁的供体B和41岁的供体C,从他们身上分离了人外周血单个核细胞(PBMCs),并测量了这些细胞中衰老标志物p16(A)和β-半乳糖苷酶(B)的水平。

(3)定期输注自体NK细胞可使免疫衰老清除效果维持更长时间

研究人员对队列2的2名受试者(捐献者D和E)接受了两次更大剂量的aNK细胞输注,每次输注的剂量为2× 10^9个自体NK细胞,时间间隔为192天。并在第0、56、192/0、210/18、301/109和459/267天评估p16和β-半乳糖苷酶,总研究期为459天。

结果发现,捐献者E的免疫衰老水平高于第一次输注时的水平(459天前)。

基于队列2的p16和β-半乳糖苷酶数据,可以推断标志物恢复到较高水平需要4到6个月,这意味着为了有效减少免疫衰老,人类可能需要定期进行自体NK细胞输注治疗。这是首次记录到在两次自体NK细胞输注后,免疫衰老的减少持续超过1年。

△NK细胞输注对体内人PBMC衰老标志物p16(A)和β-半乳糖苷酶(B)的影响。

(4)输注自体NK细胞后,促炎标志物减少

为了解自体NK细胞的其他效应,研究者对捐献者A、B和C进行了50种细胞因子的炎症谱分析。

衰老细胞中储存着丰富的铁蛋白。MCP-1、IL-6和IFN-γ等炎症蛋白在炎症反应中扮演关键角色,在慢性炎症和衰老相关疾病中通常会上调。研究结果发现,铁蛋白、MCP-1、IL-6和IFN-γ等标志物在aNK输注后含量下降。

写在最后

自体NK细胞的输注是一种安全的治疗手段,为治疗衰老相关的炎症和免疫衰老开辟了新的治疗策略。随着科学家们继续探索免疫细胞的“长生密码”,人类距离解开衰老之谜的目标又近了一步。或许在不远的将来,我们能够借用NK细胞的智慧,真正实现健康长寿!

参考资料:

[1] https://doi.org/10.1016/j.ebiom.2025.105922

[2] Chelyapov, N., Nguyen, T. T., & Gonzalez, R. (2022). Autologous NK cells propagated and activated ex vivo decrease senescence markers in human PBMCs. Biochemistry and biophysics reports, 32, 101380.