日本理化學研究所(簡稱「理研」)生命醫科學研究中心的專任研究員橋本浩介、組長Piero Carninci,和慶應義塾大學醫學部百壽綜合研究中心特聘教授廣瀨信義等人組成的聯合研究團隊發現,超長壽者(110歲以上)的血液中攜帶很多 「CD4陽性殺傷性T細胞」(圖1)。透過這項研究成果,有望理解免疫與老化和長壽之間的關係,從而爲預防免疫性老化、延長健康壽命做出貢獻。
圖1:80歲和110歲老人的T細胞比較(橫:CD4,縱:GZMB)
此次,聯合研究團隊直接採集了7名110歲以上的超長壽者和5名50~80歲老人的血液,從細胞水平解析了血液中的免疫細胞構成。結果發現,在超長壽者的血液中,相當於免疫系統指揮塔的T細胞的構成與50~80歲的人相比發生了顯著變化。尤其是通常只少量存在的CD4陽性殺傷性T細胞,在超長壽者的血液中的存在比例卻很高。另外,研究團隊調查發現,具備特定類型接受者的T細胞發生了選殖性增殖。
圖2:超長壽者血液中的殺傷性T細胞增加
可以看出,與右圖的50~80歲人的細胞相比,左圖的超長壽者血液中的殺傷性T細胞(褐色)增加。在兩個T細胞簇(土黃色和褐色)中,右側表達作爲殺傷性T細胞特徵的細胞毒性分子。
T細胞主要有兩種亞型,分別是幫助其他免疫細胞的「CD4陽性輔助T細胞」和殺死癌細胞等的「CD8陽性殺傷性T細胞」。有趣的是,研究發現,超長壽者攜帶的殺傷性T細胞不僅有普通的CD8陽性殺傷性T細胞,還包含大量人類血液中本應很少存在的「CD4陽性殺傷性T細胞」(圖3)。另外,對其他研究團隊公開的20至70多歲人羣的血液資料進行分析也發現,具備這種特徵的T細胞非常少,所以CD4陽性殺傷性T細胞在超長壽者活體內呈獨特性增加。
圖3:七名超長壽者血液中的殺傷性T細胞的比例
在8個分佈圖中,右下圖沒有進行獨特性抗體染色的T細胞作爲同型對照(比較物件),其他圖展示的是7名超長壽者的T細胞。每個分佈圖分成4部分,其中右上區域表示CD4陽性殺傷性T細胞的分佈,左上區域表示CD8陽性殺傷性T細胞的分佈。從圖中可以看出,在超長壽者的血液中,不僅是CD8陽性殺傷性T細胞,CD4陽性殺傷性T細胞的佔比也很高。另外,左下區域基本顯示了CD8陽性早期T細胞的分佈,右下區域基本顯示了CD4陽性輔助性T細胞的分佈。縱軸表示GZMB(顆粒酶B),橫軸表示CD4。
之後,研究團隊又對7名超長壽者中兩人的T細胞接受者基因序列進行了單細胞解析。發現很多CD4陽性殺傷性T細胞具備相同的接受者。這表明,T細胞可能針對某特定抗原進行了選殖性增殖。不過,目前還不清楚具體是針對哪種抗原進行增殖的,以及這種增殖在老化中的生物學意義。
相關研究論文已於2019年11月12日發表在美國科學期刊《Proceedings of the National Academy of Sciences》(PNAS)的網路版上。
<論文題目>
Single-cell transcriptomics reveals expansion of cytotoxic CD4 T-cells in supercentenarians
<發表期刊>
《Proceedings of the National Academy of Sciences》 (PNAS)
<文章鏈結>
https://www.pnas.org/cgi/doi/10.1073/pnas.1907883116
文:JST客觀日本編輯部翻譯整理