“衰老”是人类永恒的话题,“长生不老”更是一个美丽的梦想。近期,关于“断崖式衰老”的话题冲上微博热搜,引发网络热议。对个体而言,衰老除了年龄增大,还伴随机体功能衰退和疾病风险增加。衰老本身并不可怕,可怕的是衰老带来的一系列连锁反应。了解人类外周血单核细胞与年龄相关的变化是人类衰老研究的热点。
衰老中的免疫系统发生了什么?
外周血单核细胞(Peripheral Blood Mononuclear Cells,PBMC)是外周血(即除骨髓以外的血液)中具有单个核的细胞的混合细胞群体,包括自然杀伤细胞(natural killer cell,NK)、T淋巴细胞、B淋巴细胞,是免疫系统的关键组成部分。那么在自然衰老的过程中,人体免疫系统会发生什么样的变化呢?
2023年11月13日,美国华盛顿大学Maxim N. Artyomov研究团队在《Immunity》发表了题为“Single-cell atlas of healthy human blood unveils age-related loss of NKG2C+GZMB−CD8+ memory T cells and accumulation of type 2 memory T cells”的论文。该研究通过结合单细胞转录组测序、单细胞免疫组库测序全面绘制了健康人群外周血中的免疫细胞与年龄变化相关的单细胞图谱。
研究者收集了166个25-85岁健康个体的317份样本,然后利用scTCR/scBCR/scRNA-seq生成了一个来自200万个细胞的数据集,每个细胞测得约1300个基因。结果分析先将PBMC分为CD4+,常规CD8+,DN,MAIT,δγT,NK,B和髓系细胞(myeloid cell)主要群体,然后进一步划分为55个免疫PBMC细胞亚群,并进行统计分析了解健康人群自然衰老过程中PBMC 的变化。与以往的研究一致,CD4+ T细胞比例不随年龄变化,常规CD8+ T细胞比例随年龄降低,导致CD4+ /CD8+ T细胞比例随年龄增加而增大。在55岁以后,MAIT细胞比例下降。NK,myeloid cell,B和DN细胞不随年龄改变。
图1 研究大纲
接下来,研究者对每一个亚群进行了深入研究,并探索它们与年龄相关的动态变化。
髓系细胞是人体先天免疫活动的主要细胞成分,具有一定程度的吞噬能力。研究发现髓系细胞主要亚群中未观察到与年龄相关的细胞比例或转录变化,但细胞间通讯分析显示髓系亚群与T细胞之间的SEMA4D信号和FLT3信号交流和年龄变化相关,但这些通路的具体作用还有待研究。
CD4+ T细胞是T淋巴细胞的主要亚群之一,主要是通过识别抗原并分泌细胞因子来调节和激活免疫反应。CD4+ T细胞亚群可分为四大类:初始细胞,辅助记忆细胞,细胞毒性CD4+ T细胞和调节细胞。研究发现随着年龄增长,初始细胞比例不变,辅助记忆亚群中Th2和HLA-DR+ Tmem细胞随着年龄的增长而大量积累,细胞毒性CD4+ T细胞亚群和调节T细胞亚群总体上均未随年龄发生明显变化。流式细胞术也验证了这一结果。Th2和HLA-DR+ CD4 T细胞的积累和初始细胞重塑是循环CD4 T细胞健康衰老的关键标志。
CD8+T细胞可以通过释放颗粒酶、穿孔素等参与破坏靶细胞,直接参与免疫应答。研究发现常规CD8+ T细胞中有12个生物学上不同的亚种群/集群在衰老过程中被重塑。其中初始CD8+亚群随着年龄的增长而减少,两个主要的中央记忆T细胞(Tcm)亚群都随着年龄的增长而积累。
白细胞介素-4 (IL-4) 是一种多效细胞因子,参与免疫应答的调节。IL4在CCR4+ Tcm细胞中选择性表达,而在CCR4-亚群中不表达。随着年龄的增长,CCR4+ CD8+ Tcm比CCR4 CD8+ Tcm细胞积累得更快,CCR4+ / CCR4细胞比率与CD4+ / CD8+比率类似,成为年龄决定因素之一。
γδT细胞是执行固有免疫功能的T细胞,其TCR由γ和δ链组成。NK细胞又称自然杀伤细胞,是机体内重要的免疫细胞,又称第三大类淋巴细胞。通过对60,325个γδT细胞和205,469个NK细胞进行鉴定和亚聚类,发现只有初始T细胞和Vd1 GZMB+ T细胞发生了强烈的与年龄相关的群体重组,而健康衰老对NK细胞没有明显影响。
图2 健康衰老过程中γδT细胞组成的变化
B细胞(也称B淋巴细胞)是一种在适应性免疫反应中起关键作用的白细胞。B细胞可生成高亲和力抗体、生成免疫记忆、充当抗原呈递细胞,并分泌细胞因子。在71,614个B细胞中,鉴定出9个转录簇。总体而言,B细胞随年龄变化有限。
最后,综合考虑所有与年龄相关的特征,发现最典型的变化是CD8+初始T细胞和KLRC2+ GZMBCD8+记忆细胞的年龄相关性下降,CD4+ HLA-DR+ Tmem、GZMK+ CD8+ Tmem和CCR4+ CD8+ Tcm的增加,其次是Th2 Tmem细胞、CCR4 CD8+ Tcm和CD4+ /CD8+比率的积累。主成分分析(PCA)表明,PBMC精细亚群结构对年龄具有非常高的一致性和潜在的预测能力。
减缓免疫衰老,做好这几点!
随着年龄的增长,免疫功能的下降是不可避免的,但我们可以通过一些小而持久的改变,让自己的身体更好地抵御外部威胁。让我们一同探索这些有效的健康方法。
1.控制饮食
规律进餐,食物多样,均衡搭配。
2.规律睡眠
保持规律的睡眠作息,建立良好睡眠习惯。
3.适当运动
运动前适当热身,循序渐进。保持固定频率的运动,有氧+无氧结合锻炼。