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Science:衰老细胞伤害心脏?

2016/10/31 来源:生物探索
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导读
衰老细胞不仅仅造成机体衰老,它们还会导致动脉粥样硬化,对心脏造成严重损失。这是美国梅奥诊所的研究团队发表在《Science》期刊的最新研究结果。科学家们以小鼠为模型,发现体内的衰老细胞会参与动脉内脂质沉积,为心脏病或中风等心血管疾病埋下风险。


细胞是生命体结构和功能的基本单位,也是机体衰老的基本单位。个体细胞因经历损伤或者自然退化等原因而衰老后,会被免疫系统正常清理,同时相应组织器官会生成新的细胞弥补它们的空缺,从而确保机体的正常运作。但是,当细胞在整体、系统或器官水平衰老时,则表现出组织结构衰亡、免疫系统衰退、营养代谢缓慢等生理变化,从而演变成机体的衰老。

近期,美国梅奥诊所的癌症生物学家Jan van Deursen团队却证实,除了机体衰老,小鼠老化细胞还参与动脉粥样硬化(AS)形成,对心脏造成严重损伤。相关研究成果于10月28日发表在《Science》期刊。

细胞衰老与机体衰老

动脉粥样硬化是指动脉中脂质堆积,并伴随有平滑肌细胞和纤维基质成分的增殖,逐步形成粥样化斑块,是引发冠心病、脑梗死、外周血管病的主要原因。研究人员推测,如果人类细胞衰老同样存在这种风险,那么剔除老化细胞的药物将有望能够用于治疗最大的疾病隐患。

携带DNA损失的细胞如果继续分裂,则易引发癌变形成肿瘤。科学家们认为,癌症和衰老的根源是一样的,可以说是细胞衰老这一基础过程的两种不同表现。伴随着越来越多的细胞老化、受伤,组织、器官将无法再生出足够多的替代细胞。同时,衰老的细胞会泄露酶类等分子,从而影响其他正常细胞。

今年年初,美国梅奥诊所的癌症生物学家Jan van Deursen团队证实,剔除小鼠身体内衰老的细胞,可以增加它们20%的寿命期限,并改善它们的健康。这一结论再一次表明:细胞老化至少是机体衰老的部分原因。

衰老细胞对心脏造成威胁?

现在,Van Deursen团队试图确定衰老细胞对于动脉粥样硬化疾病的影响。

之前的研究并不认为细胞会导致动脉斑块的形成。对此科研界意见并不统一:一些科学家认为细胞衰老会促进动脉硬化,而另一些研究团队却认为细胞衰老有利于阻止动脉硬化。

为了解决未知,Van Deursen团队以小鼠为模型,利用一种特殊药物清除小鼠身体内大部分衰老细胞。研究人员以高脂肪饮食连续喂养小鼠3个月,并让其中一部分小鼠服用药物。当他们检测小鼠主要动脉的脂肪累积量,数据显示:

衰老细胞被清除的小鼠,它们动脉内的粥状斑块比对照组小鼠(未服用药物)的动脉斑块量少60%。而且,对于体内存留有衰老细胞的小鼠而言,它们体内动脉粥状斑块形成迅速。

从摄取高脂肪饮食的第9天开始,小鼠动脉内就开始堆积脂质,从而为动脉疾病埋下隐患。而且,这些病变部分含有大量衰老细胞。但是,服用清除衰老细胞药物的小鼠组,它们动脉内沉积的脂质物质却相对要小得多,衰老细胞数量也相对较少。

罪魁祸首是泡沫细胞

动脉内粥状斑块累积,易引发动脉堵塞,从而增加心脏病或者中风的风险。Van Deursen团队发现,促进动脉粥状硬化的“始作俑者”是一种免疫细胞——泡沫细胞(吞噬了脂质的单核细胞或组织细胞)。这一特殊细胞“定居”于动脉内壁,以便更好地享用脂质物质,它们是动脉粥样硬化的典型病理细胞。

Van Deursen 表示:“我们认为,泡沫细胞参与了动脉粥样硬化的过程。”初期,衰老的泡沫细胞可能会通过炎症促进病变。发展后期,细胞会释放出降解斑块的酶类,从而引发更大的损伤。

这一研究首次试图从动脉斑块中清除衰老细胞,并检测它们的影响。但是用于识别、清除身体内其他衰老细胞的药物却没有办法清理动脉处的衰老细胞。如何有针对性的清理衰老细胞?这是科学家们下一步要解决的问题,

有研究团队已经研发出一种叫做“senolytic”的药物,能够靶向衰老细胞。其中,Van Deursen联合他人共同创立的一家公司宣布,将于明年年初针对其中一种化合物开展相关临床试验。

参考资料:

Are old cells breaking our hearts?

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