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細胞為什么會衰老?在科學界有一個很溫柔的解釋:細胞為了不讓自己異變成瘋狂擴散的癌細胞,而做出了自我犧牲。
照此邏輯,很多人直覺細胞衰老是為了防止癌變,「衰老細胞」和「癌細胞」理應站在對立面對嗎?
但其實,衰老細胞的“退休”并不體面,在我們每天都在吃的“氨基酸”上,它和癌細胞之間做著并不光彩的交易
佛羅倫薩大學最近發表了一篇重磅綜述,看完,關于「衰老和癌癥」、「抗衰即抗癌」,你一定會收獲一份干貨滿滿的抗衰知識儲備[1]!
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任何事物都有兩面性,這用來概括衰老細胞挺精辟。
當一個衰老細胞剛剛形成時,它會主動在表面展示“來抓我”的信號,叫免疫細胞來清除自己,防止癌癥發展。
但如果它們賴著不走,長期存在,就容易“黑化”。
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圖注:衰老相關分泌表型SASP因子的影響
衰老相關分泌表型是它們的經典手段,比如趨化因子會叫來調節性T細胞,給免疫系統踩下剎車。
它們還會在表面高表達「我是好人,莫殺我」的PD-L1信號,叫停T細胞的殺傷行動,幫助自己或癌細胞逃避免疫攻擊。
但除了分泌SASP因子,它們還有一套更隱蔽的手段,用來壓制免疫系統——改寫自己的氨基酸代謝狀態
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圖注:衰老細胞中與氨基酸代謝相關的主要改變(紅色箭頭:下降/減少、綠色箭頭:上升/增加)
T細胞作為免疫系統中的王牌殺手,這群細胞必須得頓頓吃夠“特定氨基酸”,才能活化、執行危險而光榮的使命。
這不小心被衰老細胞得知了。
于是,它們開始大量表達Arg1(精氨酸酶1)來消耗環境中的精氨酸[2]、利用炎癥信號激活IDO1酶(吲哚胺2,3-雙加氧酶1)來吞下大量色氨酸并招募調節性T細胞[3]、還把支鏈氨基酸大量囤在肚子里,并利用其激活mTORC1,制造出更多的炎癥污染[4]。
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圖注:腫瘤微環境中氨基酸驅動的代謝重編程與免疫調節
這種「T細胞喜歡吃什么,那就搶什么」的做法,最終導致T細胞疲軟而罷工,癌細胞趁機蠢蠢欲動。
不過,強勢的衰老細胞,有時也有它的“苦衷”。
此時它身體里的線粒體和溶酶體早已故障,“垃圾”堆積,酸氣熏天。為了不讓自己被“酸死”,它會大量吞噬谷氨酰胺,產生堿性氨,這一定程度上能中和它體內的酸性環境[5]。
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氨本身對細胞有毒,且會抑制NK細胞和T細胞的活性[6],進一步促進癌細胞的免疫逃逸。
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在衰老細胞協助下逃過免疫法眼,癌細胞們很大可能是要四處流竄的。
它們從原發腫瘤處脫落,進入血液、淋巴,跑到肺、大腦等遠處器官——然而這只是第一步。
真正決定轉移成敗的一個關鍵變量,是器官當地的“營養環境"。
例如,在往大腦轉移的過程中,大腦內特定氨基酸(如絲氨酸、甘氨酸)的稀缺,會導致癌細胞的生存和增殖被嚴格限制[7]。
相反,肺部特定營養物質(如天冬氨酸)的富集,則會讓癌細胞覺得“這地方不錯“,從而形成轉移灶[8]。
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有意思的是,衰老細胞也是癌細胞轉移中的關鍵貢獻者。腫瘤還沒來,它們早就為其鋪上了“紅地毯“。
在葡萄膜黑色素瘤肝轉移時,衰老內皮細胞會在肝中聚集,分泌大量炎癥因子,來協助黑色素瘤細胞遷移和定植[9]。這些衰老細胞的營養代謝狀態也會變,使血管通透性增加,為癌細胞進出大開方便之門。
此外,衰老細胞還會叫醒那些“已達目標器官,但暫時不準備搞事“的癌細胞。
如在黑色素瘤中,肺衰老成纖維細胞會通過分泌一種叫sFRP1的蛋白,抑制黑色素瘤細胞內抑制轉移、維持休眠的信號,誘導其發生轉移和生長[10]。
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更有意思的是,衰老細胞和癌細胞在氨基酸營養上「你喂我、我養你」的勾結:
在結腸癌模型里,研究人員發現脫落的轉移癌細胞會大量分泌出脯氨酸,這些脯氨酸會被巨嗜細胞利用促進腫瘤的發展,也可能被合成能力下降的衰老間充質干細胞利用,間接促進腫瘤的發展[11,12]。
此外,正常血管內皮細胞衰老后,合成絲氨酸的酶減少,細胞內缺絲氨酸。而腦轉移癌細胞能增強絲氨酸的合成。這可能正好有助于通過絲氨酸供給機制幫助其維持衰老表型[7,13]。
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圖注:衰老驅動的、促進不同器官特異性微環境中轉移進展的機制
不過,癌細胞的“氨基酸營養包”也不是白送的——它們專門投喂當地的衰老基質細胞,令其維持衰老狀態,從而分泌大量有害物質,幫助自己逃避免疫監視等服務。
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值得一提的是,癌細胞不僅仰仗衰老細胞,它們自己也依賴特定的氨基酸來維持生存,或者卷土重來。而且“口味”和衰老細胞差不多。
一個絕妙的想法是:既然衰老細胞和癌細胞都這么對特定氨基酸重口味,那么人為斷其“糧草”,豈不是能一舉多得?
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No.1
抑制谷氨酰胺代謝
研究發現,抑制谷氨酰胺代謝不僅能清除衰老細胞、逆轉衰老表型,還能收獲免疫層面的收益。
衰老細胞少了之后,NK細胞和T細胞憋的氣終于順了,它們重新投入了抗癌戰斗,這叫「清除+喚醒免疫」[5,6]。
而癌細胞為了逃避化療誘導的衰老,也硬是把自己逼成了谷氨酰胺依賴型[14],抑制谷氨酰胺代謝,則正中其要害。
例如,谷氨酰胺酶1(GLS1)抑制劑CB-839有助于治療食管鱗狀細胞癌[15]、敲掉癌細胞中增強谷氨酰胺分解和氨排泄的轉運蛋白,能干預肝癌[16]……治療癌癥的GLS抑制劑,部分已進入了多項臨床試驗。
圖注:telaglenastat(CB-839)是目前臨床進展最快的GLS抑制劑
No.2
把色氨酸還給免疫系統
衰老細胞能提高IDO1酶的活性大量分解色氨酸,色氨酸短缺不僅幫癌細胞逃脫了免疫監視,還使它們逃避了化療誘導的衰老,獲得了耐藥性[17]。
目前已經開發了一批IDO1抑制劑,一方面它們能把色氨酸還給免疫系統,叫醒沉睡的T細胞;另一方面,讓衰老細胞和癌細胞沒法再耍賴,從而達到免疫喚醒+化療增敏的效果。
No.3
L-天冬酰胺酶+自噬抑制劑
L-天冬酰胺酶,是用來催化L-天冬酰胺分解的。在臨床上已經用了幾十年,主要用于治療急性淋巴細胞白血病。
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有意思的是,部分衰老細胞和部分癌細胞都依賴細胞外的天冬酰胺供應[18,19]。
用L-天冬酰胺酶把血液里的天冬酰胺大量降解掉,同時再用自噬抑制劑堵住這些細胞「吃庫存」的后門,就能實現癌細胞和衰老細胞的雙殺
我們之前討論過限制蛋白質與特定氨基酸能長壽,在今天的語境下,很多新的方面值得思考:
? 當你在飲食中適度進行了蛋白質限制,于正常細胞而言,頂多是“節衣縮食”激活自噬,但對那些高度依賴特定氨基酸的衰老細胞來說,可能就是“無米來炊”,加速消亡以及與癌細胞合伙告吹;
? 可以嘗試每隔一段時間進行輕度的蛋白質限制或熱量限制。這種短期的“營養匱乏狀態”,在動物中已被證明能啟動細胞自噬和免疫監視,成為清理衰老細胞、抑制腫瘤的潛在“黃金窗口”;
? 動物蛋白中富含亮氨酸、谷氨酰胺、甲硫氨酸等,如果一個人體內已經積累了大量衰老細胞(如老年人、慢性炎癥患者),過量攝入富含特定氨基酸的動物蛋白,可能有加劇衰老細胞有害功能的潛在風險。
聲明 -本文內容僅用于科普知識分享與抗衰資訊傳遞,不構成對任何產品、技術或觀點的推薦、背書或功效證明。文內提及效果僅指成分特性,非疾病治療功能。涉及健康、醫療、科技應用等相關內容僅供參考,醫療相關請尋求專業醫療機構并遵醫囑,本文不做任何醫療建議。
參考文獻
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