了解免疫系统及其与衰老的相互作用已成为研究人员探索人类健康的焦点。最近的一项研究揭示了肌肉如何随着年龄的增长而失去再生能力,通过调查免疫细胞和肌肉干细胞的作用,拼凑出了这一复杂机制的关键部分。
康奈尔大学的研究人员在解开这一生物学谜题方面取得了重大进展。尽管肌肉在受伤后能够自我修复,但人们可能会疑惑为什么这种能力会随年龄下降。由副教授本杰明·科斯格罗夫领导的团队使用小鼠作为模型,试图找出老年肌肉再生能力下降的原因是干细胞的变化还是与其他细胞类型的通信机制改变所致。
这项发表在《自然衰老》上的全面研究,检查了年轻、老年和高龄小鼠在经过改良蛇毒毒素诱导的损伤后的细胞。通过在不同的恢复阶段采样和分析细胞,研究人员识别出29种不同的细胞类型。其中,不同年龄段的免疫细胞表现出显著差异。年轻的肌肉具有协调良好的免疫反应,从而实现高效修复,而老年肌肉则出现不协调,影响再生过程。
科斯格罗夫解释说:“太多的免疫细胞或太少的免疫细胞。免疫细胞在老年肌肉中演奏错误的音乐,它们彼此不同步。” 这种缺乏同步性突显了无效性,可能导致修复过程不足。该研究开创性地使用了基于迁移学习的方法来评估不同小鼠年龄和损伤时间下的细胞衰老状态——即细胞失去分裂能力的点。
这项研究不仅揭示了肌肉衰老的机制,还提出了针对衰老细胞的靶向药物潜在路径,为再生医学开辟了新的途径。
与此同时,哈佛大学T.H. Chan公共卫生学院的专家如杰里米·勒潘也在关注先天免疫系统的知识追求。先天免疫系统是身体遇到病原体时的第一道防线,尽管它是最原始的免疫形式之一,但其重要性不容忽视。通过研究对COVID-19和流感等疾病的快速反应,勒潘和他的同事们旨在揭示先天免疫的基本生物机制。
勒潘的方法包括同时使用人类细胞和模型生物C. elegans进行研究,后者因其简单性和丰富的遗传工具而被生物学家广泛使用。这种双重研究方法可能揭示为何某些人在感染时反应更严重,强调了免疫反应的遗传成分。例如,通过研究黄热病,他发现了影响个体疫苗反应的基因突变,突显了个性化医疗的重要性。
针对重症监护病房(ICU)中尤其是老年患者常见的谵妄问题,另一项重要研究调查了系统性免疫炎症指数(SII)及其对谵妄发生率的影响。该研究使用了“重症监护医学信息市场”(MIMIC-IV)的数据,详细描述了高SII水平与谵妄风险和死亡率增加之间的关联。
在7,518名ICU参与者中,研究人员发现1,685例谵妄病例。研究结果表明,SII最高四分位数的个体经历谵妄的几率比SII较低的个体高出三倍以上。升高的炎症不仅与谵妄相关,还与30天和90天内全因死亡率的增加有关,这凸显了采取预防措施以减轻这些风险的必要性。
这不仅超越了简单的炎症问题,还突显了免疫反应如何影响认知功能和重症患者的总体恢复率。它强调了识别风险因素的重要性,并指出需要改进管理处于谵妄风险的患者的相关协议。
这些综合研究提供了令人着迷的见解,将肌肉再生和免疫反应的复杂性与衰老带来的挑战联系起来。从肌肉失去修复能力到先天免疫系统的多层次反应,再到炎症引发的认知障碍,科学家们正努力在不同的生物医学研究领域之间建立桥梁。
总的来说,这些研究指明了前进的方向。它强调了继续探索免疫系统在衰老和疾病中的作用的必要性,展示了如何开发靶向治疗以缓解甚至逆转衰老对肌肉再生能力和认知健康的影响。
这不仅仅是关于衰老的问题——这是关于科学探索如何最好地支持人类健康,超越传统年龄限制。每一项研究都让我们离不仅治疗与年龄相关的衰退,而且重新定义健康老龄化的样子更近一步。
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