衰老的免疫潜力

图腾学苑日签 Jul 31, 2023

衰老过程中机体各系统功能发生改变。

炎症性衰老(Inflammageing)是一种无菌、慢性炎症状态的衰老过程,但所形成的衰老相关分泌表型(SASP)会产生不同性质细胞因子介导衰老过程,衰老与炎症的关系就像“鸡和蛋”的问题一样很难解释谁先谁后。

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SASP会产生各类抗炎细胞因子,就本质而言有望减少各类炎症水平。而且在一些长寿老人中也确实观察到了更强的抗炎能力。

免疫衰老会引起免疫系统功能减弱,但同时也是一种肿瘤清除机制。

衰老的细胞免疫原性有所增强,在致癌KRAS G12V诱导衰老小鼠中,其肝细胞周期停滞,但能够促进巨噬细胞、T细胞募集,随后在CD8+CTL的作用下被清除。说明衰老介导的免疫监视增强。

在人类中,与普通人相比,自然长寿的老人整体T细胞数量并未改变,但细胞毒性T细胞(CTL)的比例更高,这类长寿人群在面对基因突变的风险也能够保持更健康的身体状态。

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SC:百岁老人,CT:对照组

Proc Natl Acad Sci U S A. 2019 Nov 26

并且有研究发现,衰老细胞对干扰素(IFN)信号更敏感,通过更熟练地进行抗原递呈,招募先天和适应性免疫细胞进行肿瘤杀伤。

免疫衰老也能在一定程度上抑制肿瘤发生,重塑SASP表型是衰老领域的一个热点。细胞衰老(cellular senescence)的抑瘤功能

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Genes Dev. 2020 Dec 1;34(23-24):1565-1576.

利弊双生

对于衰老对肿瘤免疫的潜力,一直有个矛盾点:既然衰老科可以介导更强的免疫监视和抗原提呈,那为什么一些比例较高的肿瘤没有被消除?

有研究对比了p53野生型和与p53突变型乳腺肿瘤,发现化疗会激活p53依赖性衰老反应,诱导了免疫调节分子分泌亚型上调了抗原提呈机制、并表达CD137L和CX40L等支持T细胞激活和效应功能的共刺激受体

这类肿瘤细胞未能被T细胞消除,是因为化疗同时会刺激PD-L1、CD80等抑制性配体产生,使T细胞活性、增殖、细胞毒性均减弱,最终导致肿瘤细胞生存,肿瘤复发。

在考虑衰老细胞对肿瘤免疫潜力的同时,自然不能避开衰老的促癌性。

衰老细胞周期停滞,产生的各类细胞亚群具有不同的特征、功能,而这也可能与SASP不同的分泌表型相关。重塑SASP是解决衰老在促癌-抑癌之间偏向性的关键点。

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Annu. Rev. Cancer Biol. 2023.

也有研究发现,化疗后p53野生型乳腺肿瘤细胞PD-L1、CD80的表达会互相排斥,其中一个亚群对IFNγ敏感而表达PD-L1,另一个亚群依赖p53信号表达CD80。说明不同的化疗策略可能诱导不同衰老细胞亚群

而且衰老是一个长期的进行性过程,早期衰老细胞反应有利于T细胞募集和肿瘤细胞清除,但进展到后期会获得免疫抑制特性,在肿瘤治疗时需要考虑不同的切入时间点。

因此衰老最终表现出什么样的免疫功能比较复杂,与肿瘤类型、治疗策略、衰老诱导方式、性别差异都有很大的关系。

小结

细胞衰老是一种复杂的细胞命运,其表型和功能特性可能存在很大差异。随着人们对衰老细胞异质性的原因、结局,以及对机体生理、病理的研究深入,渐渐表明衰老并不是一个绝对性的不利结局,而是具有一定的免疫潜力来进行抗肿瘤治疗,或完善现有疗法。

不过考虑到免疫抑制和促肿瘤原发的风险,这一潜力需要谨慎使用。

推荐阅读:

衰老相关分泌表型的“功与过”

参考资料

  1. Prieto LI et al. Senescent cells as thermostats of antitumor immunity. Sci Transl Med. 2023 Jun 7;15(699):eadg7291.
  2. Hashimoto K et al. Single-cell transcriptomics reveals expansion of cytotoxic CD4 T cells in supercentenarians. Proc Natl Acad Sci U S A. 2019 Nov 26;116(48):24242-24251.
  3. Li X et al.. Inflammation and aging: signaling pathways and intervention therapies. Signal Transduct Target Ther. 2023 Jun 8;8(1):239.
  4. Birch J, Gil J. Senescence and the SASP: many therapeutic avenues. Genes Dev. 2020 Dec 1;34(23-24):1565-1576.
  5. Paul B. Romesser and Scott W. Lowe*,The Potent and Paradoxical Biology of Cellular Senescence in Cancer,Annu. Rev. Cancer Biol. 2023. 7:207–28

来源:闲谈 Immunology 2023-07-24

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