由斯坦福大学斯坦福1000免疫体项目成员领导的一个国际团队发现了与炎症相关的衰老标志物,包括一种名为CXCL9的干扰素相关炎症趋化因子,它似乎影响从血管老化、心脏重塑到细胞衰老的一切。
“将生物学应用到我们完全公正的方法中,使我们能够确定一些指标,包括一种与年龄相关的全身慢性炎症和心脏衰老有关的小免疫蛋白。”斯坦福1000免疫体项目主任、巴克衰老研究所、大厦健康研究所和斯坦福大学的研究员、资深作者大卫·弗曼在一份声明中说.“我们现在有了检测功能障碍的方法,也有了在全面病理发生之前进行干预的途径。”
研究小组推断,免疫系统——尤其是炎症模式——可能掌握着在个体间生物衰老过程中观察到的变异的线索,有些人在相对较早的时候就出现了疾病或虚弱,而另一些人则一直保持着非常健康的状态直到老年。
当他们报道在自然老化周一,研究人员利用深度学习组装了一个名为iAge的“炎症老化时钟”。他们解释说,这种预测工具是基于从血液基因表达、血清细胞因子和细胞亚群图谱中收集的与年龄相关的慢性炎症的测量,这些数据来自1001名年龄在8岁到96岁之间的个体,以及他们对巨细胞病毒(CMV)、感染和其他刺激的细胞和血清反应。
他们写道:“鉴于慢性炎症对许多人类疾病的重要性已经得到公认,但缺乏标准的测量方法,我们使用了血液免疫生物标志物的深度学习方法,构建了与年龄相关的慢性炎症(iAge)的度量标准。”他们指出,该工具“预测了重要的衰老表型,并提供了导致血管衰老的机制的见解。”
在他们的分析中,研究人员使用了从339名男性和662名女性参与者那里收集的血液样本,这些参与者在2007年至2016年的近十年里进行了关于衰老和其他状况的纵向研究。参与者中有几十名来自意大利博洛尼亚的百岁老人。
除了旨在检测数十种细胞因子、趋化因子和生长因子的测试外,该团队还对全血或外周血单个核细胞样本进行了基因表达谱分析、CMV测试和旨在表征细胞类型频率、对细胞因子刺激的响应等的分析。
有了这些数据,研究人员将注意力集中在一组免疫细胞因子上,这些细胞因子可以用来预测参与者的生理年龄或炎症年龄——这个指标与研究队列和弗雷明汉心脏研究(Framingham Heart study)的可用数据中从与年龄相关的疾病到虚弱的一切都相符。
弗曼指出:“使用iAge,可以提前7年预测谁会变得虚弱。”“这给我们留下了很多干预的空间。”
研究小组指出,在长寿研究参与者中,与年龄相关的细胞因子水平明显低于预期,百岁老人的炎症年龄似乎比实际年龄小几十岁。
当研究人员进一步研究炎症老化的特征时,他们发现CXCL9似乎在生物衰老过程中发挥了巨大的作用。例如,在使用供体成纤维细胞样本和从中产生的诱导多能干细胞开发的几个内皮细胞系中,他们发现CXCL9与短发夹rna的敲除会随着时间的推移延长与血管生成相关的管状网络的形成,这表明趋化因子可以促进衰老和血管健康。
作者总结道:“研究证明CXCL9是血管功能和细胞衰老的主要调节因子,这表明针对CXCL9的治疗可以用于防止血管系统和其他生理系统的年龄相关恶化。”