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增强某些细胞对钙的吸收有助于减缓与年龄有关的疾病

发布时间: 2023-08-07  点击次数: 238次

随着年龄增长,人体器官发炎越来越多。细胞“处理"机制越来越不规律,从而引起基因恶性退化变质。同时,激素失衡、钙化作用、脂肪酸不平衡、非消化酶不平衡、消化酶不足、血液循环衰竭和氧化应激反应等因素也会加速衰老。


弗吉尼亚大学医学院的研究人员发现了慢性炎症加速衰老的关键驱动因素。这一发现可以让我们放慢时钟的速度,活得更长、更健康,并可能让我们预防与年龄有关的疾病,如致命的心脏病和毁灭性的脑部疾病,这些疾病会夺走我们的能力。


那么是什么导致了这种有害的炎症呢?答案是某些免疫细胞线粒体中的钙信号不正确。线粒体是所有细胞的发电机,它们严重依赖钙信号。       


UVA健康团队在Bimal N. Desai博士的领导下,发现巨噬细胞(一种免疫细胞)中的线粒体随着年龄的增长而失去吸收和利用钙的能力。他们证明,这个问题会导致慢性炎症,导致许多与老年有关的健康问题。

弗吉尼亚大学医学院的Bimal N. Desai博士和他的同事们发现了“炎症"的一个关键触发因素——炎症会导致衰老。来源:丹·艾迪生,弗吉尼亚大学


研究人员提出,增强这些线粒体巨噬细胞对钙的吸收可以阻止这种有害的炎症及其严重后果。考虑到巨噬细胞存在于包括大脑在内的所有身体器官中,将靶向药物导向这种“组织常驻巨噬细胞"可能使我们能够减缓与年龄相关的神经退行性疾病。


“我认为我们在理解与年龄相关的炎症的分子基础方面取得了关键的概念突破,"弗吉尼亚大学药学系和弗吉尼亚大学卡特免疫学中心的Desai说。“这一发现阐明了新的治疗策略,可以阻断许多心脏代谢和神经退行性疾病的核心炎症级联反应。"


衰老的炎症

巨噬细胞是白细胞,在我们的免疫系统中起着至关重要的作用,反过来,我们的健康。它们吞噬死亡或垂死的细胞,让我们的身体清除细胞碎片,并巡逻病原体和其他外来入侵者。在这后一种角色中,它们充当了我们免疫系统的重要哨兵,在需要时召唤其他免疫细胞的帮助。


科学家们已经知道巨噬细胞的效力会随着年龄的增长而减弱,但其原因此前并不清楚。Desai最近的发现提供了一些答案。


衰老的关键机制

Desai和他的团队表示,他们的研究已经确定了巨噬细胞中与年龄相关的变化的“关键"机制。科学家们认为,这些变化使巨噬细胞在很好的情况下容易发生慢性、低度炎症。当免疫细胞面临入侵者或组织损伤时,它们会变得过度活跃。这就导致了所谓的“炎症"——慢性炎症导致衰老。


此外,UVA健康中心的科学家们怀疑,他们发现的这种机制不仅适用于巨噬细胞,也适用于骨髓中产生的许多其他相关免疫细胞。这意味着我们也可以刺激这些细胞的正常功能,可能会在老年时大大增强我们的免疫系统,因为老年时我们更容易生病。


未来之路

修复“炎症"不会像服用钙补充剂那么简单。问题不在于缺乏钙,而在于巨噬细胞不能正确地利用它。但Desai的新发现已经精确地指出了这个过程中涉及的分子机制,所以我们应该能够找到在衰老细胞中刺激这种机制的方法。     


Desai说:“这项高度跨学科的研究工作,结合了计算生物学、免疫学、细胞生物学和生物物理学,如果没有菲尔·西格伦(Phil Seegren)的决心,是不可能实现的。他是这个雄心勃勃的项目的带头人。现在,向前迈进,我们需要同样雄心勃勃的努力,找出控制不同类型巨噬细胞线粒体过程的线路,然后以创造性的方式操纵这种线路,以产生生物医学影响。"


研究人员在科学杂志Nature Aging上发表了他们的研究结果。


参考文献:

Reduced mitochondrial calcium uptake in macrophages is a major driver of inflammaging" by Philip V. Seegren, Logan R. Harper, Taylor K. Downs, Xiao-Yu Zhao, Shivapriya B. Viswanathan, Marta E. Stremska, Rachel J. Olson, Joel Kennedy, Sarah E. Ewald, Pankaj Kumar and Bimal N. Desai, 5 June 2023, Nature Aging