是把雙刃劍。
隨著年齡增長,我們身上的細(xì)胞也在不斷更新?lián)Q代,受損或衰老的細(xì)胞被清除,被新的細(xì)胞替代。
這很大程度上得益于我們身體中的干細(xì)胞,這些細(xì)胞在我們出生后,仍然保持著分裂和分化成不同細(xì)胞的能力,它們對于我們身體細(xì)胞的更新至關(guān)重要。
然而,隨著年齡的增長,我們的身體也可能在細(xì)胞層面積累一些損傷:我們的遺傳物質(zhì)——DNA,可能因?yàn)楦鞣N原因受損。
這些損傷可能來源于外界化學(xué)物質(zhì)或物理因素等的刺激,也可能在細(xì)胞分裂的正常過程中偶然發(fā)生,讓DNA的變異逐漸積累。
隨著時間的推移,這些突變可能會影響控制細(xì)胞生長和分裂的基因,讓一些細(xì)胞開始不受控地分裂增殖,從而導(dǎo)致癌變。
01
這個年齡之后
不過我們的身體和細(xì)胞對此也有應(yīng)對措施,它們有著一些修復(fù)機(jī)制,干細(xì)胞會不斷自我修復(fù)和更新,以確保DNA損傷不會對機(jī)體和細(xì)胞的正常功能造成影響。
但這些修復(fù)機(jī)制不是完美的,一些突變?nèi)匀粫槐A粝聛恚M管短時間內(nèi)可能不會對機(jī)體功能造成影響,但隨年齡增長,這些突變——尤其是在干細(xì)胞中的突變——仍可能會不斷積累,最終導(dǎo)致腫瘤的形成。
癌癥在人類各個年齡段都會發(fā)生,但在人類生命的第六個和第七個十年,發(fā)病率會急劇上升。這時,人體不管是組織、器官還是細(xì)胞層面,都已經(jīng)出現(xiàn)了明顯的衰老。
對于細(xì)胞來說,“衰老的標(biāo)志”包括端粒縮短、基因組更加不穩(wěn)定、代謝壓力增強(qiáng)、細(xì)胞間通訊失調(diào)和表觀遺傳學(xué)改變等,這些變化會對身體組織產(chǎn)生多種有害影響。
對于干細(xì)胞來說,衰老可能會損害它們自我修復(fù)的能力,從而增加癌變的風(fēng)險。
△ 越過特定年齡段,患癌風(fēng)險反而開始下降(來源:NIH)
然而有科學(xué)家發(fā)現(xiàn),盡管隨著年齡增長,癌癥發(fā)病率會逐漸上升,但超過某個年齡段之后,一些癌癥的發(fā)病率卻反而有所下降。
以約占全球癌癥死亡率7%的肺腺癌為例:確診肺腺癌的中位年齡為71歲;且不管是吸煙者還是非吸煙者,肺腺癌發(fā)病率都會隨著年齡的增長而增加。然而,這一發(fā)病率卻在80~85歲后開始下降。
在兩個月前發(fā)表于《自然》(Nature)的一項(xiàng)小鼠研究中,研究人員探究了其中的原理。
02
誤以為自己缺鐵
“衰老的細(xì)胞失去了自我更新的能力,因此也失去了形成失控生長的癌細(xì)胞的條件。”該研究的第一作者,美國斯隆-凱特林癌癥研究所(Memorial Sloan Kettering Cancer Center)的博士后研究員莊雪倩(音譯,Xueqian Zhuang)博士說道。
研究團(tuán)隊(duì)利用小鼠來探究衰老如何影響癌癥的發(fā)現(xiàn),這些小鼠經(jīng)過了基因編輯,很容易患上肺腺癌。
他們花了兩年多的時間將一批小鼠養(yǎng)至老年,并與12~16周大的年輕小鼠相比較。
他們重點(diǎn)關(guān)注了兩組小鼠肺部的一種干細(xì)胞——肺泡2型細(xì)胞(alveolar type 2 cells, AT2)的再生能力、形成腫瘤的能力以及自我更新能力,因?yàn)榉尾康陌┳兂3>推鹪从贏T2細(xì)胞。
結(jié)果發(fā)現(xiàn),盡管老年小鼠與年輕小鼠的基因突變水平相似,但老年小鼠形成的腫瘤卻更少。
△ 來源:unsplash+
要解釋其中的機(jī)制,不得不先提到一種對細(xì)胞至關(guān)重要的元素——鐵。
鐵元素是細(xì)胞產(chǎn)能、DNA合成和細(xì)胞分裂所必需的元素。鐵含量高會促進(jìn)細(xì)胞生長和增殖,這就是為什么癌細(xì)胞通常比正常細(xì)胞需要更多的鐵。
而一些癌癥的治療方法也會從鐵元素下手,即通過引發(fā)癌細(xì)胞的“鐵死亡”(Ferroptosis,由鐵誘導(dǎo)氧化應(yīng)激引起的細(xì)胞死亡)來殺死癌細(xì)胞。
研究者發(fā)現(xiàn),老年小鼠AT2細(xì)胞中一種叫做NUPR1的蛋白質(zhì)含量更高,這是一種轉(zhuǎn)錄因子,其含量的升高會讓AT2細(xì)胞對鐵穩(wěn)態(tài)的調(diào)控出現(xiàn)紊亂,出現(xiàn)“功能性缺鐵”(functional iron insufficiency)。
即就算細(xì)胞內(nèi)鐵含量不低,但細(xì)胞“誤認(rèn)為”自己鐵含量低,并表現(xiàn)出缺鐵時的特性——不過研究者目前還沒弄清其中的具體機(jī)制。
而這些“誤認(rèn)為自己缺鐵”的AT2細(xì)胞,便失去了很大一部分分裂和分化的能力——剛好這也是腫瘤發(fā)生所必需的能力。
也因此,即便老年小鼠AT2細(xì)胞中的基因突變也不少,但由于這些細(xì)胞失去了增殖的能力,因此發(fā)展成腫瘤的可能性也減少了。
但另一方面,如果研究者給老年小鼠補(bǔ)充足量鐵元素或減少其細(xì)胞中的NUPR1數(shù)量,這種影響便可以被逆轉(zhuǎn)——即細(xì)胞的增殖能力會恢復(fù),但也更容易癌變了。
“我們認(rèn)為,這一發(fā)現(xiàn)可能會給人們帶來一些直接的幫助。”該研究的通訊作者圖奧馬斯·塔梅拉(Tuomas Tammela)說。
“如今,數(shù)以百萬計的人在新冠大流行之后,由于感染或其他原因,肺部沒有完全愈合,因此肺功能不足。而我們的小鼠實(shí)驗(yàn)表明,給予鐵元素或可幫助肺部細(xì)胞的更新和再生。”
不過,“這種方法可能不適合患癌風(fēng)險較高的人群。”塔梅拉補(bǔ)充道。
撰文:冬鳶|審校:clefable
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參考資料:
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[4] https://www.cancer.gov/about-cancer/causes-prevention/risk/age
[5] https://www.nature.com/articles/s41568-025-00790-2
[6] https://www.nature.com/articles/s41419-020-2298-2#:~:text=Ferroptosis%20is%20a%20new%20type,of%20ferroptosis%20is%20iron%2Ddependent.
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