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剛剛,著名科研期刊Nature Cell Biology刊登了一篇題為《An intercellular transfer of telomeres rescues T cells from senescence and promotes long-term immunological memory》的論文。倫敦大學學院研究人員領導的國際科研團隊發現,不依靠端粒酶,而是搶奪別人的端粒,端粒延長效果更好,可以減緩甚至防止免疫細胞的衰老。

細胞衰老的關鍵在於端粒。

端粒是細胞染色體末端的帽子結構,能夠保護染色體在細胞分裂過程中不被損壞。但隨着分裂次數增加,端粒變得越來越短,縮短到一定程度後細胞就會進入衰老狀態,不再分裂。

圖註:細胞分裂過程中端粒不斷磨損,最終導致細胞衰老

如果衰老細胞沒有被及時清除,它們就會分泌促炎因子SASP,SASP又會營造病理性微環境,導致免疫細胞群出現病理性衰老,從而促進疾病和衰老進展。

而免疫細胞雖然憑藉活躍的端粒酶,端粒磨損速度較慢,但長期持續不斷的免疫反應會導致端粒酶逐漸失去活性,依然逃脫不了衰老的結局。

研究人員發現,雖然細胞衰老的結局無法更改,但一些免疫細胞卻通過偷偷延長端粒續了命。它們的續命法寶,就是吸別人的「血」。

在這項研究中,研究人員探究了當免疫系統對抗原產生免疫反應時,為什麼免疫細胞T細胞的壽命會出現延長。

在體外細胞中,研究人員誘發了T細胞對外來微生物的免疫反應,發現在促進細胞間通訊的小顆粒「細胞外囊泡」中,免疫細胞之間出現了拆東牆補西牆的情況:抗原呈遞細胞會把自己的端粒轉移給T細胞。

抗原呈遞細胞(APC),由B細胞、樹突狀細胞或巨噬細胞等組成,主要負責加工和呈遞抗原以供某些淋巴細胞(如T細胞)識別,來激活細胞免疫反應。

但研究人員發現,APC不僅要任勞任怨地打前哨,還要犧牲自己保障後勤工作,堪稱細胞版「血奴」。而豢養這些血奴的,不再是名流富豪,而是端粒吸血鬼T細胞。

當T細胞識別到抗原準備大幹一場時,APC就得把自己的端粒經過一系列複雜的處理後轉移到細胞外囊泡中。外囊泡中包含一種名為Rad51的重組因子,使其本身攜帶的端粒能夠與T細胞的端粒融合到一起,增加T細胞的端粒長度。

圖註:APC和T細胞之間端粒轉移的過程

端粒轉移後,擁有記憶功能和幹細胞屬性的T細胞,壽命顯著延長。在一些T細胞中,端粒延長的效果能夠達到端粒酶的30倍左右。

通過端粒轉移,T細胞的端粒是延長了,但APC的端粒卻會磨損,無異於拆東牆補西牆。於是研究人員又開始探究,能不能從別人那裡「搶」一些端粒來。

結果證明,這種「搶奪」不僅僅局限於同一種族,甚至可以跨物種進行。從小鼠、人類血液中提取出的包含端粒的細胞外囊泡,都成功延長了人類T細胞的端粒長度,雖然小鼠的效果略遜一籌。

尋尋覓覓許多年,原來延長端粒的秘密不在於端粒酶,而是吸星大法?甚至吸老鼠都行?

圖註:異源端粒囊泡對人類T細胞數量的影響

論文通訊作者Alessio Lanna教授表示:「免疫細胞之間的端粒轉移,表明在端粒酶發揮作用之前,細胞就能夠通過端粒轉移來調節端粒長度。這也意味着僅僅通過轉移端粒,也許就能夠延緩甚至治癒衰老。」

目前,該機制已在體外人體細胞實驗和小鼠身上得到驗證,未來有望用於延長免疫系統的壽命,也對癌症和痴呆等疾病也具有一定臨床應用價值。研究人員相信,這種新機制,將會開闢延長端粒、減緩衰老的新方向。

—— TIMEPIE ——

參考文獻

https://www.nature.com/articles/s41556-022-00991-z

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