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NK細胞延緩衰老:從恢復免疫衰老、消除衰老細胞、減輕衰老分泌三方面來(lái)實(shí)現

隨著(zhù)全球人口老齡化,相關(guān)疾病的流行日益明顯。追求健康老齡化是預防醫學(xué)的基石。

在我國已進(jìn)入“深度老齡化”,老齡化程度在全球屬于中上水平,少子化和長(cháng)壽趨勢使得老齡化持續加深。

中國老齡化持續加深

隨著(zhù)人們生活水平的提高,健康與長(cháng)壽成為越來(lái)越多人的關(guān)注焦點(diǎn)。據中信保誠發(fā)布的數據顯示,我國高凈值人士每年在細胞抗衰方面的花費已達到29.8萬(wàn)元。

中信 保誠人壽「傳家」·胡潤百 富2022 中國高凈值人群家族傳承報告

業(yè)內人士分析,事業(yè)成功的高凈值人群往往與競爭、焦慮相伴,如果長(cháng)期處于“高壓”狀態(tài),人的免疫系統就會(huì )失衡,各種疾病乘虛而入,導致一些重大疾病的發(fā)生。當下,這類(lèi)人群越來(lái)越重視健康養生,除了日常加強鍛煉,積極的進(jìn)行細胞干預已成為選擇之一。

NK細胞延緩衰老:從恢復免疫衰老、消除衰老細胞、減輕衰老分泌三方面來(lái)實(shí)現

近日,《Immunity&Ageing》雜志發(fā)表了一篇“Adoptive NK cell therapy: a potential revolutionary approach in longevity therapeutics”的文章,該文章表明NK細胞的療法為解決與衰老相關(guān)的問(wèn)題提供了有希望的途徑。值得注意的是,最近對NK細胞療法的研究已顯示出恢復免疫衰老、清除衰老細胞和緩解衰老相關(guān)分泌表型的臨床價(jià)值。這一進(jìn)展為NK細胞療法用于衰老療法提供了概念驗證,有望成為長(cháng)壽療法的一場(chǎng)新興革命。

NK細胞的療法為解決與衰老相關(guān)的問(wèn)題提供了有希望的途徑

什么是衰老

衰老過(guò)程是一個(gè)復雜的過(guò)程,涉及細胞衰老和炎癥,免疫系統在管理這些方面起著(zhù)關(guān)鍵作用。及時(shí)清除衰老細胞 ( SNC ) 對于維持組織和生物體穩態(tài)至關(guān)重要。不幸的是,免疫衰老是一種隨著(zhù)年齡增長(cháng)而逐漸失調的免疫狀態(tài),無(wú)法消除衰老細胞,導致其積累。這通常與衰老相關(guān)分泌表型 (SASP) 的釋放同時(shí)發(fā)生,從而抑制免疫力并增加對衰老相關(guān)疾病 ( AAD ) 的易感性。

因此,針對免疫衰老和清除衰老細胞成為維持和延長(cháng)健康衰老的關(guān)鍵治療策略。雖然適應性免疫傳統上占據免疫老年學(xué)研究的焦點(diǎn),但越來(lái)越多的證據強調了先天免疫在A(yíng)AD中的重大影響。

自然殺傷 (NK) 細胞是先天免疫系統不可或缺的一部分,它以獨特的方式識別和消除異常細胞,如腫瘤和病毒感染的細胞。此外,NK細胞能迅速處理清除衰老細胞,并通過(guò)產(chǎn)生細胞因子和趨化因子與其他免疫成分協(xié)調,以監視和消滅癌細胞。但對衰老細胞是否也發(fā)生同樣的情況還有待確定。

有證據表明,健康老年人,尤其是身體健康、日?;顒?dòng)獨立或認知功能充足的老年人,NK細胞的數量和功能得到了高度保留。相反,老年人NK細胞活性降低與動(dòng)脈粥樣硬化等疾病有關(guān),死亡風(fēng)險也較高。因此,在衰老過(guò)程中保持NK細胞功能對于健康衰老和長(cháng)壽至關(guān)重要。

另外,基于NK細胞的療法,特別是過(guò)繼性NK細胞療法,與其在癌癥和病毒感染治療中已確立的作用相一致,在恢復免疫衰老、清除衰老細胞和緩解導致衰老相關(guān)疾病的衰老相關(guān)分泌表型方面顯示出良好的前景。

這篇簡(jiǎn)短的綜述將深入研究這個(gè)問(wèn)題,探索過(guò)繼性NK細胞療法在促進(jìn)健康衰老和長(cháng)壽方面的潛力。

細胞衰老和衰老相關(guān)疾病

細胞衰老以不可逆的細胞生長(cháng)停滯為標志,在發(fā)育和組織修復中起著(zhù)至關(guān)重要的作用,防止細胞異常增殖并抑制腫瘤生長(cháng),以維持組織穩態(tài)。然而,隨著(zhù)衰老,衰老細胞逐漸積累,通常會(huì )釋放相關(guān)分泌表型。衰老細胞和相關(guān)分泌表型的過(guò)量存在會(huì )破壞組織功能,影響鄰近細胞并成為衰老相關(guān)疾病的主要誘因,最終縮短健康壽命。

不同種類(lèi)的衰老細胞(SNC)會(huì )導致特定的衰老相關(guān)疾病,包括癌癥、心血管疾病、神經(jīng)退行性疾病和骨關(guān)節炎。衰老清除藥物已被證明能夠消除動(dòng)物模型中的SNC并減輕SASP,有望在延緩或減輕與年齡相關(guān)的病理并延長(cháng)壽命方面發(fā)揮作用。然而,由于衰老細胞的異質(zhì)性和潛在的毒性風(fēng)險,將衰老清除藥物轉化為人類(lèi)使用仍面臨挑戰。因此,探索安全消除人類(lèi)衰老細胞的替代方法勢在必行。

NK細胞:抵抗衰老細胞的守護者

NK細胞源自骨髓,在識別和清除異常細胞(包括SNC)方面發(fā)揮著(zhù)至關(guān)重要的作用。

除了直接的消除能力外,NK細胞還通過(guò)分泌細胞因子和趨化因子促進(jìn)免疫反應,并與先天性和適應性免疫的其他成分協(xié)同作用。

NK細胞,又稱(chēng)自然殺傷細胞,是與T細胞、B細胞并列的第三類(lèi)淋巴細胞,是機體固有免疫系統中的重要成員,肩負抗病毒、抗衰老和殺傷腫瘤三大任務(wù)。大量研究表明,NK細胞是衰老細胞免疫監視的核心參與者,NK細胞能迅速捕獲衰老、死亡細胞、細胞碎片、病毒、癌變細胞等異?!皵耻姟?,改善和穩定機體的內環(huán)境,使機體保持年輕健康狀態(tài),是機體抵抗衰老的一把“密鑰”。

人體衰老的一個(gè)重要標志是免疫細胞的衰老和耗竭。免疫細胞衰老使得免疫系統無(wú)力查殺外來(lái)入侵的細菌病毒和衰老細胞、病變細胞,從而導致與年齡相關(guān)的感染與疾病的發(fā)生。因此,克服免疫衰老,就是在延緩機體衰老。

T細胞衰老和衰竭是健康個(gè)體的可逆過(guò)程,可通過(guò)自體NK細胞輸注來(lái)緩解衰老。這無(wú)疑體現了NK細胞療法在延緩細胞衰老,降低衰老相關(guān)疾病發(fā)病率上,具有巨大的潛力。

體外和動(dòng)物模型研究表明,NK細胞會(huì )主動(dòng)消除衰老細胞。因此,NK細胞具有免疫監視衰老細胞的能力,并引發(fā)消除它們的反應。NK細胞對衰老細胞(SNC)的協(xié)同清除對于維持組織穩態(tài)至關(guān)重要。

NK細胞免疫衰老及其對衰老相關(guān)疾病的影響

免疫系統在處理外來(lái)生物和異常細胞方面起著(zhù)關(guān)鍵作用。大量研究強調,免疫細胞(巨噬細胞、NK細胞和細胞毒性T細胞)參與了對SNC的持續監視。

免疫衰老是一種以隨年齡增長(cháng)而下降為特征的過(guò)程,是衰老的標志,會(huì )影響先天免疫和適應性免疫。它涉及免疫細胞數量、表型和功能的變化,并且不僅限于SNC清除缺陷,還導致了衰老的另一個(gè)標志——炎癥。這種下降導致SNC逃避免疫檢測,從而導致其持續積累和SASP的釋放。這種累積的免疫衰老是導致老年人慢性病發(fā)病率增高的主要原因,這些慢性病統稱(chēng)為AAD,包括癌癥、心血管疾病、神經(jīng)退行性疾病和骨關(guān)節炎(圖1)。

衰老過(guò)程會(huì )導致人類(lèi)NK細胞發(fā)生明顯變化。這包括CD56 bright /CD56 dim亞群比率逐漸下降、表型改變(例如,NKp30等激活受體表達降低)、CD56 dim CD57+NK細胞擴增以及細胞因子分泌和對靶細胞的細胞毒性下降。盡管在腫瘤細胞中,NK細胞與年齡相關(guān)的損傷已有充分證實(shí),但仍需要進(jìn)一步闡明其在消除SNC方面的功效。

盡管如此,人類(lèi)NK細胞的免疫衰老仍是AAD的重要誘因,因為它們在監視SNC方面發(fā)揮著(zhù)關(guān)鍵作用,而SNC的積累是衰老過(guò)程中SASP的主要驅動(dòng)因素 (圖1)。

NK細胞作為先天免疫應答者,通過(guò)顆粒胞吐直接消除衰老細胞,而死亡受體途徑的作用有限,此外,NK細胞還與巨噬細胞和細胞毒性T細胞等其他免疫細胞協(xié)作,形成一個(gè)相互關(guān)聯(lián)的網(wǎng)絡(luò ),對SNC進(jìn)行全面的免疫監視(圖1)。免疫監視受損會(huì )加速SNC和SASP的積累。有鑒于此,制定干預策略以恢復免疫力(包括NK細胞功能)有望預防和治療AAD。這種方法有望使個(gè)體在衰老時(shí)免受疾病的困擾。

盡管如此,人類(lèi)研究強調,外在因素,尤其是生活方式的選擇,會(huì )顯著(zhù)影響NK細胞的數量和功能。因此,提倡健康的生活方式勢在必行,這為防止NK細胞免疫衰老和促進(jìn)成功老齡化提供了有利途徑。

圖1:示意圖概述了過(guò)繼性NK細胞療法在長(cháng)壽治療中的潛力
圖1:示意圖概述了過(guò)繼性NK細胞療法在長(cháng)壽治療中的潛力

過(guò)繼性NK細胞療法直接靶向并去除衰老細胞 (SNC),從而減輕衰老相關(guān)分泌表型 (SASP) 并恢復和/或恢復免疫力。這種干預打破了惡性循環(huán),最終減輕了衰老相關(guān)疾病 (AAD) 的負擔(實(shí)線(xiàn))。

過(guò)繼性NK細胞療法:治療衰老和衰老相關(guān)疾病的前沿方法

過(guò)繼性NK細胞療法需要將體外激活的NK細胞直接引入患者體內。目前,人們正在不斷探索各種治療性NK細胞來(lái)源,這些細胞可能可針對SNC進(jìn)行定制。

鑒于其廣泛的細胞毒性以及與先天性和適應性免疫的協(xié)同作用,NK細胞成為衰老療法的有希望的候選者。自體NK細胞療法涉及體外擴增患者自身的NK細胞,在易于獲取方面具有實(shí)際優(yōu)勢,并可避免與HLA錯配相關(guān)的挑戰。這種方法已在癌癥患者中進(jìn)行了安全性和耐受性評估。

最近的人體研究強調了過(guò)繼自體NK細胞療法在清除外周血單核細胞 (PBMCs) 和CD3+T細胞中的SNC方面的有效性,標志物p16和β-半乳糖苷酶可在輸注后長(cháng)達90天內證明這一點(diǎn)。這導致特定T細胞亞群減少,同時(shí)人類(lèi)和小鼠中明確的炎癥細胞因子減少。這表明NK細胞輸注后,老年小鼠的免疫力恢復年輕化,炎癥負擔減輕,并且各種組織(包括肝臟、腎臟、肺、脂肪和眼部)衰老減弱。

此外,有記錄的病例顯示,兩次NK細胞輸注可緩解人體免疫衰老超過(guò)一年。重要的是,SNC可以激活NK細胞,這由CD69和穿孔素表達水平的增加證明。

從本質(zhì)上講,過(guò)繼性NK細胞療法有可能通過(guò)消除PBMC和組織中的衰老細胞來(lái)恢復和恢復免疫力,從而緩解免疫衰老和SASP(圖1)。

這種突破性的方法具有減輕衰老相關(guān)疾病的潛力,標志著(zhù)終極預防醫學(xué)的創(chuàng )新前沿。

過(guò)繼性NK細胞療法與現有治療方式相比的優(yōu)勢

最近的醫學(xué)創(chuàng )新導致了各種方法和策略的發(fā)展以恢復免疫系統,如營(yíng)養、運動(dòng)、激素產(chǎn)品和其他補充劑。

必須指出的是,目前還沒(méi)有一種成熟的方法能夠對免疫衰老非常復雜的性質(zhì)產(chǎn)生有益的影響。人們對開(kāi)發(fā)小分子藥物的興趣也日益濃厚,這些藥物靶向SNC上定義不明確的分子,必須反復給藥,產(chǎn)生顯著(zhù)的副作用。與小分子不同,過(guò)繼NK細胞療法已經(jīng)過(guò)安全性和耐受性評估,并且有可能在單次給藥后持續并介導強效作用。

此外,NK細胞可以通過(guò)衰老細胞產(chǎn)生的局部炎癥環(huán)境遷移到正常組織中的衰老細胞并消除它們。這與腫瘤細胞產(chǎn)生的免疫抑制微環(huán)境形成對比,后者可能會(huì )阻礙治療效果。因此,過(guò)繼NK細胞療法可能具有廣泛的治療潛力,可減輕衰老相關(guān)疾病的特性。

結論和未來(lái)方向

通過(guò)免疫消除衰老細胞和管理與年齡相關(guān)的炎癥來(lái)應對衰老和衰老相關(guān)疾病是一種很有前景的策略。NK細胞研究從其在抗腫瘤和病毒免疫中既定的作用發(fā)展到清除衰老細胞,標志著(zhù)一項重大進(jìn)步。

目前研究對過(guò)繼NK細胞療法的初步研究顯示出有希望的結果,包括減輕免疫衰老和SASP、消除衰老細胞(圖1) 。

雖然這些初步發(fā)現令人鼓舞,但進(jìn)一步探索是必不可少的。如研究治療性NK細胞的替代來(lái)源,如同種異體NK細胞、臍帶NK細胞、干細胞衍生的NK細胞和CAR-NK細胞,具有巨大的前景。

揭示預防、延遲或逆轉NK細胞免疫衰老的復雜性將推動(dòng)長(cháng)壽治療的革命,通過(guò)科學(xué)的方式已成為,延緩衰老,實(shí)現身體長(cháng)治久安、健康長(cháng)駐的美好方式。標志著(zhù)終極預防醫學(xué)的范式轉變。

參考資料:Deng, X., Terunuma, H. Adoptive NK cell therapy: a potential revolutionary approach in longevity therapeutics. Immun Ageing 21, 43 (2024). https://doi.org/10.1186/s12979-024-00451-2

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