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细胞为什么会衰老?在科学界有一个很温柔的解释:细胞为了不让自己异变成疯狂扩散的癌细胞,而做出了自我牺牲。

照此逻辑,很多人直觉细胞衰老是为了防止癌变,「衰老细胞」和「癌细胞」理应站在对立面对吗?

但其实,衰老细胞的“退休”并不体面,在我们每天都在吃的“氨基酸”上,它和癌细胞之间做着并不光彩的交易

佛罗伦萨大学最近发表了一篇重磅综述,看完,关于「衰老和癌症」、「抗衰即抗癌」,你一定会收获一份干货满满的抗衰知识储备[1]!

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任何事物都有两面性,这用来概括衰老细胞挺精辟。

当一个衰老细胞刚刚形成时,它会主动在表面展示“来抓我”的信号,叫免疫细胞来清除自己,防止癌症发展。

但如果它们赖着不走,长期存在,就容易“黑化”。

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图注:衰老相关分泌表型SASP因子的影响

衰老相关分泌表型是它们的经典手段,比如趋化因子会叫来调节性T细胞,给免疫系统踩下刹车。

它们还会在表面高表达「我是好人,莫杀我」的PD-L1信号,叫停T细胞的杀伤行动,帮助自己或癌细胞逃避免疫攻击。

但除了分泌SASP因子,它们还有一套更隐蔽的手段,用来压制免疫系统——改写自己的氨基酸代谢状态

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图注:衰老细胞中与氨基酸代谢相关的主要改变(红色箭头:下降/减少、绿色箭头:上升/增加)

T细胞作为免疫系统中的王牌杀手,这群细胞必须得顿顿吃够“特定氨基酸”,才能活化、执行危险而光荣的使命。

这不小心被衰老细胞得知了。

于是,它们开始大量表达Arg1(精氨酸酶1)来消耗环境中的精氨酸[2]、利用炎症信号激活IDO1酶(吲哚胺2,3-双加氧酶1)来吞下大量色氨酸并招募调节性T细胞[3]、还把支链氨基酸大量囤在肚子里,并利用其激活mTORC1,制造出更多的炎症污染[4]。

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图注:肿瘤微环境中氨基酸驱动的代谢重编程与免疫调节

这种「T细胞喜欢吃什么,那就抢什么」的做法,最终导致T细胞疲软而罢工,癌细胞趁机蠢蠢欲动。

不过,强势的衰老细胞,有时也有它的“苦衷”。

此时它身体里的线粒体和溶酶体早已故障,“垃圾”堆积,酸气熏天。为了不让自己被“酸死”,它会大量吞噬谷氨酰胺,产生碱性氨,这一定程度上能中和它体内的酸性环境[5]。

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氨本身对细胞有毒,且会抑制NK细胞和T细胞的活性[6],进一步促进癌细胞的免疫逃逸。

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在衰老细胞协助下逃过免疫法眼,癌细胞们很大可能是要四处流窜的。

它们从原发肿瘤处脱落,进入血液、淋巴,跑到肺、大脑等远处器官——然而这只是第一步。

真正决定转移成败的一个关键变量,是器官当地的“营养环境"。

例如,在往大脑转移的过程中,大脑内特定氨基酸(如丝氨酸、甘氨酸)的稀缺,会导致癌细胞的生存和增殖被严格限制[7]。

相反,肺部特定营养物质(如天冬氨酸)的富集,则会让癌细胞觉得“这地方不错“,从而形成转移灶[8]。

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有意思的是,衰老细胞也是癌细胞转移中的关键贡献者。肿瘤还没来,它们早就为其铺上了“红地毯“。

在葡萄膜黑色素瘤肝转移时,衰老内皮细胞会在肝中聚集,分泌大量炎症因子,来协助黑色素瘤细胞迁移和定植[9]。这些衰老细胞的营养代谢状态也会变,使血管通透性增加,为癌细胞进出大开方便之门。

此外,衰老细胞还会叫醒那些“已达目标器官,但暂时不准备搞事“的癌细胞。

如在黑色素瘤中,肺衰老成纤维细胞会通过分泌一种叫sFRP1的蛋白,抑制黑色素瘤细胞内抑制转移、维持休眠的信号,诱导其发生转移和生长[10]。

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更有意思的是,衰老细胞和癌细胞在氨基酸营养上「你喂我、我养你」的勾结:

在结肠癌模型里,研究人员发现脱落的转移癌细胞会大量分泌出脯氨酸,这些脯氨酸会被巨嗜细胞利用促进肿瘤的发展,也可能被合成能力下降的衰老间充质干细胞利用,间接促进肿瘤的发展[11,12]。

此外,正常血管内皮细胞衰老后,合成丝氨酸的酶减少,细胞内缺丝氨酸。而脑转移癌细胞能增强丝氨酸的合成。这可能正好有助于通过丝氨酸供给机制帮助其维持衰老表型[7,13]。

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图注:衰老驱动的、促进不同器官特异性微环境中转移进展的机制

不过,癌细胞的“氨基酸营养包”也不是白送的——它们专门投喂当地的衰老基质细胞,令其维持衰老状态,从而分泌大量有害物质,帮助自己逃避免疫监视等服务。

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值得一提的是,癌细胞不仅仰仗衰老细胞,它们自己也依赖特定的氨基酸来维持生存,或者卷土重来。而且“口味”和衰老细胞差不多。

一个绝妙的想法是:既然衰老细胞和癌细胞都这么对特定氨基酸重口味,那么人为断其“粮草”,岂不是能一举多得?

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No.1

抑制谷氨酰胺代谢

研究发现,抑制谷氨酰胺代谢不仅能清除衰老细胞、逆转衰老表型,还能收获免疫层面的收益。

衰老细胞少了之后,NK细胞和T细胞憋的气终于顺了,它们重新投入了抗癌战斗,这叫「清除+唤醒免疫」[5,6]。

而癌细胞为了逃避化疗诱导的衰老,也硬是把自己逼成了谷氨酰胺依赖型[14],抑制谷氨酰胺代谢,则正中其要害。

例如,谷氨酰胺酶1(GLS1)抑制剂CB-839有助于治疗食管鳞状细胞癌[15]、敲掉癌细胞中增强谷氨酰胺分解和氨排泄的转运蛋白,能干预肝癌[16]……治疗癌症的GLS抑制剂,部分已进入了多项临床试验。

图注:telaglenastat(CB-839)是目前临床进展最快的GLS抑制剂

No.2

把色氨酸还给免疫系统

衰老细胞能提高IDO1酶的活性大量分解色氨酸,色氨酸短缺不仅帮癌细胞逃脱了免疫监视,还使它们逃避了化疗诱导的衰老,获得了耐药性[17]。

目前已经开发了一批IDO1抑制剂,一方面它们能把色氨酸还给免疫系统,叫醒沉睡的T细胞;另一方面,让衰老细胞和癌细胞没法再耍赖,从而达到免疫唤醒+化疗增敏的效果。

No.3

L-天冬酰胺酶+自噬抑制剂

L-天冬酰胺酶,是用来催化L-天冬酰胺分解的。在临床上已经用了几十年,主要用于治疗急性淋巴细胞白血病。

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有意思的是,部分衰老细胞和部分癌细胞都依赖细胞外的天冬酰胺供应[18,19]。

用L-天冬酰胺酶把血液里的天冬酰胺大量降解掉,同时再用自噬抑制剂堵住这些细胞「吃库存」的后门,就能实现癌细胞和衰老细胞的双杀

我们之前讨论过限制蛋白质与特定氨基酸能长寿,在今天的语境下,很多新的方面值得思考:

⬤ 当你在饮食中适度进行了蛋白质限制,于正常细胞而言,顶多是“节衣缩食”激活自噬,但对那些高度依赖特定氨基酸的衰老细胞来说,可能就是“无米来炊”,加速消亡以及与癌细胞合伙告吹;

⬤ 可以尝试每隔一段时间进行轻度的蛋白质限制或热量限制。这种短期的“营养匮乏状态”,在动物中已被证明能启动细胞自噬和免疫监视,成为清理衰老细胞、抑制肿瘤的潜在“黄金窗口”;

⬤ 动物蛋白中富含亮氨酸、谷氨酰胺、甲硫氨酸等,如果一个人体内已经积累了大量衰老细胞(如老年人、慢性炎症患者),过量摄入富含特定氨基酸的动物蛋白,可能有加剧衰老细胞有害功能的潜在风险。

声明 -本文内容仅用于科普知识分享与抗衰资讯传递,不构成对任何产品、技术或观点的推荐、背书或功效证明。文内提及效果仅指成分特性,非疾病治疗功能。涉及健康、医疗、科技应用等相关内容仅供参考,医疗相关请寻求专业医疗机构并遵医嘱,本文不做任何医疗建议。

参考文献

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