长期高海拔暴露与衰老相关变化之间的关系,尤其是对人类免疫衰老的影响,目前仍然知之甚少。
2026年4月22日,来自昆明理工大学的张传茂团队等在Science Advances杂志发表题为“High altitude–mediated immune remodeling accelerates aging”的文章。
该研究对居住在青藏高原海拔3656米(拉萨)和5070米(推瓦村)的人群进行了免疫图谱分析,并结合模拟5000米低氧条件下小鼠的多器官单细胞RNA测序和空间增强分辨率组学的测序结果,发现高海拔队列中中性粒细胞比例显著高于低海拔队列。
值得注意的是,衰老相关免疫细胞,包括耗竭T细胞、年龄相关B细胞和高衰老评分免疫细胞,在高海拔人群队列中显著富集,并且这一特点在小鼠模型中也得到了验证。
研究人员整合了四个人类队列和两个小鼠模型的118个单细胞RNA测序样本,这些样本分布于不同的海拔梯度。其中人类队列包括来自广州、上海、拉萨和推瓦村,小鼠模型包括低海拔小鼠队列和高海拔小鼠队列。B细胞、T细胞、单核细胞和中性粒细胞的亚群分析显示,人类和小鼠的细胞簇结构保守,淋巴系和髓系均具有高度的跨物种一致性。
中性粒细胞的功能改变与病理过程和衰老相关表型密切相关。进一步研究发现,与拉萨组相比, 推瓦村组中性粒细胞表现出炎症介质、干扰素反应因子和干扰素诱导跨膜蛋白以及衰老相关转录因子的显著上调。此外,高海拔组的中性粒细胞计数增加,并会加速衰老表型。小鼠模型进一步支持了高海拔环境促进中性粒细胞聚集的观点,由此导致慢性炎症和过早衰老表型。
高海拔导致免疫重塑的另一个特征是多种衰老相关免疫细胞显著富集,包括耗竭T细胞、调节性T细胞、年龄相关B细胞、记忆性T/B细胞和非经典单核细胞,同时初始T/B细胞数量减少。这些变化共同构建了一种慢性炎症环境,从机制上将高海拔环境与加速衰老联系起来。
肠道年龄是身体年龄的重要指标,肠道功能的维持为抗衰老治疗提供了潜在的途径。为了研究高海拔衰老过程中免疫细胞与上皮细胞的相互作用,研究人员对小鼠回肠和结肠进行了空间转录组分析,重点分析了保守的促衰老免疫细胞簇以及功能关键的上皮细胞簇,发现高海拔环境可促进衰老相关免疫细胞簇与肠道上皮分泌细胞之间的相互作用,并加速小鼠的肠道损伤。
最后,研究人员发现高海拔环境会促进氧化应激和组织损伤,即使在适应低氧环境的藏族人群中,暴露于高海拔地区也与炎症因子的上调有关,进而加速衰老相关进程。
总而言之,该研究阐明了人类和小鼠在高海拔条件下的免疫重塑特征。这些发现为适应极端环境提供了关键知识。此外,该研究绘制的高海拔图谱作为一项基石资源,弥合了遗传学、细胞动力学、高原应激因素和衰老轨迹之间的缺失环节,从而建立了一个理论框架,以推进高原医学的发展,并指导针对高原相关疾病的预防和治疗策略。
值得一提的是,四川大学华西医院的研究团队先前在JAMA Netw Open杂志发表题为“Long-Term High-Altitude Exposure, Accelerated Aging, and Multidimensional Aging-Related Changes”的文章。该研究发现,长期生活在高海拔地区会加速机体衰老,并可能导致与衰老相关疾病的发生。
参考文献:
https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.aeb5599
https://jamanetwork.com/journals/jamanetworkopen/fullarticle/2833890
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