刚刚,著名科研期刊Nature Cell Biology刊登了一篇题为《An intercellular transfer of telomeres rescues T cells from senescence and promotes long-term immunological memory》的论文。伦敦大学学院研究人员领导的国际科研团队发现,不依靠端粒酶,而是抢夺别人的端粒,端粒延长效果更好,可以减缓甚至防止免疫细胞的衰老。
细胞衰老的关键在于端粒。
端粒是细胞染色体末端的帽子结构,能够保护染色体在细胞分裂过程中不被损坏。但随着分裂次数增加,端粒变得越来越短,缩短到一定程度后细胞就会进入衰老状态,不再分裂。
图注:细胞分裂过程中端粒不断磨损,最终导致细胞衰老
如果衰老细胞没有被及时清除,它们就会分泌促炎因子SASP,SASP又会营造病理性微环境,导致免疫细胞群出现病理性衰老,从而促进疾病和衰老进展。
而免疫细胞虽然凭借活跃的端粒酶,端粒磨损速度较慢,但长期持续不断的免疫反应会导致端粒酶逐渐失去活性,依然逃脱不了衰老的结局。
研究人员发现,虽然细胞衰老的结局无法更改,但一些免疫细胞却通过偷偷延长端粒续了命。它们的续命法宝,就是吸别人的“血”。
在这项研究中,研究人员探究了当免疫系统对抗原产生免疫反应时,为什么免疫细胞T细胞的寿命会出现延长。
在体外细胞中,研究人员诱发了T细胞对外来微生物的免疫反应,发现在促进细胞间通讯的小颗粒“细胞外囊泡”中,免疫细胞之间出现了拆东墙补西墙的情况:抗原呈递细胞会把自己的端粒转移给T细胞。
抗原呈递细胞(APC),由B细胞、树突状细胞或巨噬细胞等组成,主要负责加工和呈递抗原以供某些淋巴细胞(如T细胞)识别,来激活细胞免疫反应。
但研究人员发现,APC不仅要任劳任怨地打前哨,还要牺牲自己保障后勤工作,堪称细胞版“血奴”。而豢养这些血奴的,不再是名流富豪,而是端粒吸血鬼T细胞。
当T细胞识别到抗原准备大干一场时,APC就得把自己的端粒经过一系列复杂的处理后转移到细胞外囊泡中。外囊泡中包含一种名为Rad51的重组因子,使其本身携带的端粒能够与T细胞的端粒融合到一起,增加T细胞的端粒长度。
图注:APC和T细胞之间端粒转移的过程
端粒转移后,拥有记忆功能和干细胞属性的T细胞,寿命显著延长。在一些T细胞中,端粒延长的效果能够达到端粒酶的30倍左右。
通过端粒转移,T细胞的端粒是延长了,但APC的端粒却会磨损,无异于拆东墙补西墙。于是研究人员又开始探究,能不能从别人那里“抢”一些端粒来。
结果证明,这种“抢夺”不仅仅局限于同一种族,甚至可以跨物种进行。从小鼠、人类血液中提取出的包含端粒的细胞外囊泡,都成功延长了人类T细胞的端粒长度,虽然小鼠的效果略逊一筹。
寻寻觅觅许多年,原来延长端粒的秘密不在于端粒酶,而是吸星大法?甚至吸老鼠都行?
图注:异源端粒囊泡对人类T细胞数量的影响
论文通讯作者Alessio Lanna教授表示:“免疫细胞之间的端粒转移,表明在端粒酶发挥作用之前,细胞就能够通过端粒转移来调节端粒长度。这也意味着仅仅通过转移端粒,也许就能够延缓甚至治愈衰老。”
目前,该机制已在体外人体细胞实验和小鼠身上得到验证,未来有望用于延长免疫系统的寿命,也对癌症和痴呆等疾病也具有一定临床应用价值。研究人员相信,这种新机制,将会开辟延长端粒、减缓衰老的新方向。
—— TIMEPIE ——
参考文献
https://www.nature.com/articles/s41556-022-00991-z
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