圣犹大儿童研究医院和明尼苏达大学的科学家研究了与T细胞衰老相关的“表观遗传时钟”,证明T细胞的生命周期至少是生物体的四倍。此外研究人员还表明,健康T细胞的年龄与生物体的实际年龄无关。
研究者还发现,患有T细胞急性淋巴细胞白血病(T-ALL) 的儿童患者的恶性T细胞,似乎已经衰老了200 年,该研究结果发表在《自然衰老》杂志上。
圣犹大儿童研究医院和明尼苏达大学的研究人员,通过重复的复制生长周期来探索细胞衰老的过程,一些关于T细胞的奇怪模式浮出水面。
在先前对多寿命 (ML) 小鼠记忆T细胞分化模型的研究表明,在10年内经过反复增强和过继转移的T细胞,通过51轮连续免疫刺激仍保留了接受抗原激活的增殖能力。换句话说,子细胞能够在远远超过生物体寿命的环境中,逃避复制性衰老而不会发生恶性转化,这凸显了一个悬而未决的问题:经历超长寿命而没有恶性转化的细胞是否具有暂停衰老过程的能力?
表观遗传标记提供更准确的年龄指标
免疫系统天生就必须对病原体或肿瘤产生快速增殖反应,在人类反复感染病原体或慢性病毒的情况下,T细胞在一生中会经历大量的增殖。这就引发了一个问题:尽管免疫反应导致T细胞增殖速度加快,但却不会引发癌症?答案在于T细胞独特的抗衰老能力。
为了研究这一现象,研究人员利用表观遗传标记。就像在森林中数树桩的年轮一样,这种“表观遗传时钟”讲述了一个独立于生物体本身的细胞生命周期的回顾性故事。基因突变的积累、端粒(染色体上的保护帽)的缩短和甲基化模式,目前被认为是探究衰老过程最准确的方法。
研究人员认为这是研究T细胞衰老这一“奇特现象”的理想方法。在一开始思考衰老的标志是什么,特别是表观遗传标志,以及如何将这些标志应用于长寿的T细胞时,他们面临的一个大问题是这些表观遗传时钟是否受生物体寿命的约束。
T细胞可以比其起源生物体存活更久
研究人员找到了解决他们问题的完美模型,该模型在小鼠的几个生命周期中使用了同一种T细胞系。在开始建立这个模型时假设细胞最终会衰老,但事实并非如此,T细胞只会持续生长。这导致了研究小组开展了一项为期10年的动物基础研究。
研究人员利用该模型和他们为T细胞开发的表观遗传时钟,探索了T细胞谱系的DNA甲基化模式。他们发现年龄对于T细胞只是一个数字,死亡并不是终点。
T细胞年龄相关的DNA甲基化程序
通过体内多寿命(ML)小鼠记忆 T 细胞分化模型来识别与T细胞增殖历史和寿命相关的表观遗传程序,研究人员证明了表观遗传时钟可以超过生物体的寿命,而不会导致细胞恶性转化。
人类无法长生不老,但用T细胞测试这一概念时,表观遗传时钟一直在计数,长达四代都没有停滞,表明T细胞不受生物体寿命的约束。
CD8+T细胞在整个生物体寿命期间甚至远远超过生物体寿命期间进行进一步显着的表观遗传修饰的能力
癌性T细胞已有数百年历史
接下来,研究人员监测了T细胞在癌症等快速和长期增殖条件下发生了什么。该团队对儿童T-ALL (白血病)患者的T细胞进行了研究,以观察他们的表观遗传时钟的变化。
从研究结果来看,表观遗传时钟预测T-ALL(白血病)患者的T细胞似乎有100至200年的历史,这与它们迅速增殖有关。这些结论为了解白血病细胞的衰老过程提供了宝贵的见解,更好地了解了哪些表观遗传程序与白血病有关,哪些只是正常的过度增殖和衰老。
几名青少年白血病患者的T细胞年龄估计超过100岁
“正常状态下的人体免疫系统非常活跃,T细胞的存活对于健康至关重要。T细胞有很多机会变成癌细胞,但它们不能,否则人类就不存在了。”研究人员说。
研究小组正在继续研究阻止T细胞发生恶性转化的制衡机制。通过这项研究,可以开始考虑阻止甚至逆转与年龄相关的损伤的潜在疗法。
作者:摩西 | 编辑:暖风