科學(xué)家們深度解析癌癥、炎癥與機(jī)體衰老的奧秘

　　科學(xué)家們深度解析癌癥、炎癥與機(jī)體衰老的奧秘

　　威正翔禹生物導(dǎo)讀： 近年來，大量研究表明，機(jī)體不可控的炎癥往往會(huì)誘發(fā)腫瘤及癌癥轉(zhuǎn)移。同時(shí)研究者還發(fā)現(xiàn)，與腫瘤相關(guān)的炎癥或許能夠通過促進(jìn)血管新生和轉(zhuǎn)移，而且持續(xù)性的炎性微環(huán)境也能夠觸發(fā)某些特殊基因突變進(jìn)而來誘發(fā)腫瘤再度產(chǎn)生。如今炎性與腫瘤的關(guān)聯(lián)性研究已經(jīng)成為了科學(xué)家們一個(gè)新的研究領(lǐng)域。

　　除此之外，科學(xué)家還將衰老同炎癥及癌癥發(fā)生聯(lián)系了起來，2014年一項(xiàng)刊登在Nature Communications上的報(bào)告中，研究者發(fā)現(xiàn)，慢性低度炎癥會(huì)導(dǎo)致小鼠細(xì)胞老化及衰老，同時(shí)在一項(xiàng)刊登在國(guó)際雜志Nature Structural & Molecular Biology上的研究報(bào)告中，科學(xué)家還深入剖析了癌癥、老化及機(jī)體炎癥發(fā)生的分子機(jī)制；本文中小編整理了多篇文章來深入解讀癌癥、衰老與炎癥，分享給各位！

　　【1】Nature：體內(nèi)微生物促進(jìn)中性粒細(xì)胞衰老加重炎癥性疾病

　　doi:10.1038/nature15367

　　近日，來自美國(guó)艾爾伯特愛因斯坦醫(yī)學(xué)院的研究人員在**國(guó)際學(xué)術(shù)期刊nature上發(fā)表了一項(xiàng)最新研究進(jìn)展，他們利用小鼠模型發(fā)現(xiàn)體內(nèi)中性粒細(xì)胞衰老與其促炎癥活性具有正相關(guān)關(guān)系，并且中性粒細(xì)胞衰老會(huì)受到微生物的驅(qū)動(dòng)。

　　血液中的分葉核中性粒細(xì)胞為機(jī)體對(duì)抗病原體提供了重要的免疫防護(hù)作用，但同時(shí)也會(huì)促進(jìn)炎癥性疾病中的組織損傷。雖然普遍認(rèn)為中性粒細(xì)胞是一個(gè)相對(duì)同質(zhì)性的細(xì)胞群體，但是也有研究證據(jù)表明在中性粒細(xì)胞群體中也存在異質(zhì)性。

　　在穩(wěn)定狀態(tài)下，中性粒細(xì)胞的異質(zhì)性可能來自于細(xì)胞衰老也可能來自與骨髓釋放的新生中性粒細(xì)胞。之前研究證實(shí)衰老的中性粒細(xì)胞會(huì)上調(diào)一種幫助清除骨髓內(nèi)衰老中性粒細(xì)胞的受體CXCR4，并產(chǎn)生抑制中性粒細(xì)胞產(chǎn)生的反饋抑制，同時(shí)對(duì)造血干細(xì)胞也有一定調(diào)控。除此之外，衰老的中性粒細(xì)胞亞群還會(huì)表達(dá)低水平的L-selectin，之前研究已經(jīng)證明體外培養(yǎng)的衰老中性粒細(xì)胞表現(xiàn)出遷移損傷以及促炎癥能力下降等特征。

　　【2】Mol Cell：控制慢性炎癥與衰老加速、癌癥的共同基因

　　doi：10.1016/j.molcel.2012.04.019

　　近日，紐約大學(xué)醫(yī)學(xué)院的研究人員**確定了一個(gè)單一基因能同時(shí)控制炎癥、加速衰老和癌癥。

　　紐約大學(xué)Langone醫(yī)學(xué)中心首席研究員Robert J. Schneider博士說：這肯定是一個(gè)意外的發(fā)現(xiàn)。一個(gè)基因同時(shí)在控制老化和炎癥過程中有兩個(gè)非常不同的，但卻是非常重要的功能的現(xiàn)象是比較罕見的。老化和炎癥如果沒有妥善得到控制緩解，最終可以導(dǎo)致癌癥的發(fā)生于發(fā)展。

　　這項(xiàng)研究由美國(guó)國(guó)立衛(wèi)生研究院資助，發(fā)表于5月24日的Molecular Cell雜志上。

　　Schneider博士說：近幾十年來，科學(xué)界已知炎癥、衰老的加速以及癌癥是交織在一起的，但它們之間的相互關(guān)系基本上是一個(gè)謎。Schneider和他的團(tuán)隊(duì)在過去的研究中，發(fā)現(xiàn)AUF1通過關(guān)閉炎癥反應(yīng)，阻止感染性休克基因能控制炎癥。雖然研究成果很杰出，但這一發(fā)現(xiàn)并沒有解釋老化加速與癌癥的關(guān)聯(lián)。

　　【3】盤點(diǎn)：從線粒體看衰老與癌癥

　　線粒體在與真核細(xì)胞共生之前，就已經(jīng)經(jīng)過了漫長(zhǎng)的進(jìn)化史。科研工作者認(rèn)為它與真核細(xì)胞的共生保證了細(xì)胞能正常生存、工作。最近越老越多的研究發(fā)現(xiàn)線粒體在細(xì)胞中的作用遠(yuǎn)遠(yuǎn)不止“細(xì)胞能量站”。它們參與了各種細(xì)胞功能調(diào)控，與很多人類疾病存在著莫大的聯(lián)系。包括細(xì)胞信號(hào)傳導(dǎo)、代謝、自噬、衰老和腫瘤發(fā)生都與線粒體的質(zhì)量和活性相關(guān)。

　　最近，在Molecular Cell和Trends in Biochemical Sciences這兩個(gè)Cell子刊中用專題特稿來強(qiáng)調(diào)了線粒體的獨(dú)特性以及線粒體與細(xì)胞眾多功能之間的聯(lián)系。

　　所以在生命科學(xué)領(lǐng)域，對(duì)線粒體的功能研究靶向人類衰老和癌癥將會(huì)是一個(gè)非常熱門的領(lǐng)域。

　　線粒體質(zhì)量和活性下降已與人類正常衰老以及衰老相關(guān)疾病的發(fā)展存在密切的聯(lián)系。下面是最近的5篇討論了線粒體在人類衰老和癌癥的“角色”。

　　【4】Nat Commun：慢性炎癥加速衰老

　　doi：10.1038/ncomms5172

　　近日，紐卡斯?fàn)柎髮W(xué)學(xué)者發(fā)現(xiàn)炎癥可能是衰老過程中一個(gè)關(guān)鍵因素，此發(fā)現(xiàn)可以幫助科學(xué)家找出延緩衰老的新途徑。

　　發(fā)表在Nature Communications雜志上的一篇論文中，團(tuán)隊(duì)介紹炎癥如何觸發(fā)細(xì)胞的衰老以及非常強(qiáng)大的分子包括氧自由基或活性氧（ROS）的釋放，ROS已知是與老齡化進(jìn)程有關(guān)。

　　長(zhǎng)期以來，科學(xué)家們猜測(cè)慢性炎癥是否不止是老化過程中一個(gè)無辜的“旁觀者”。現(xiàn)在紐卡斯?fàn)柎髮W(xué)科學(xué)家已經(jīng)找到一種方法通過使用老鼠來解決這個(gè)難題，這些老鼠體內(nèi)發(fā)揮限制炎癥反應(yīng)作用的基因被關(guān)閉，但其他方面完全健康。

　　研究的***Thomas von Zglinicki教授說：當(dāng)我們成為老年人，炎癥的一種溫和的形式會(huì)變得越來越頻繁，最終成為慢性炎癥。雖然這種慢性炎癥并不存在明顯的傷害，但它仍然釋放同樣強(qiáng)大的信使分子，在緊急情況下引起疼痛和發(fā)燒。

　　【5】Nature子刊：突破！科學(xué)家深入剖析癌癥、老化及機(jī)體炎癥發(fā)生的分子機(jī)制

　　doi：10.1038/nsmb.3319

　　近日，一項(xiàng)刊登在國(guó)際雜志Nature Structural & Molecular Biology上的研究報(bào)告中，來自匹茲堡大學(xué)的研究人員通過研究揭開了端粒生物學(xué)特性的新細(xì)節(jié)，端粒作為DNA的帽子，其能夠保護(hù)染色體的末端結(jié)構(gòu)并且在很多機(jī)體疾病中扮演著重要角色，比如癌癥、炎性疾病及機(jī)體老化等。

　　端粒由重復(fù)序列的DNA組成，隨著細(xì)胞分裂端粒會(huì)慢慢變短，而且隨著人類機(jī)體老化端粒也會(huì)越來越短，當(dāng)端粒非常短時(shí)，其就會(huì)向細(xì)胞發(fā)送信號(hào)來停止細(xì)胞不斷分裂，這就會(huì)損傷組織再生的能力并且誘發(fā)老化相關(guān)疾病的發(fā)生。相比較而言，在很多癌細(xì)胞中，能夠延長(zhǎng)端粒的端粒酶的水平就會(huì)升高，從而使得癌細(xì)胞無線分裂。

　　研究者Opresko指出，本文研究或?qū)椭覀冮_發(fā)新型療法來保護(hù)健康細(xì)胞的端粒免受損傷，以便于最終幫助抵御炎性和老化對(duì)機(jī)體的影響，從另一方面來講我們也希望能夠發(fā)現(xiàn)新型機(jī)制來選擇性地剔除癌細(xì)胞中的端粒從而阻斷癌癥進(jìn)展。很多研究都表明，氧化性應(yīng)激能夠加速端粒的縮短，自由基不僅會(huì)損傷組成端粒的DNA，還會(huì)損傷用于延長(zhǎng)端粒的DNA組件。氧化性應(yīng)激被認(rèn)為在很多疾病中扮演著重要角色，包括炎癥和癌癥等，而來自自由基的損傷或許會(huì)在機(jī)體整個(gè)老化過程中持續(xù)產(chǎn)生疊加。

　　【6】Science：癌癥vs炎癥　讓子彈飛會(huì)？

　　DOI： 10.1126/science.1232227

　　在過去十年間，癌癥的診斷和治療取得了不少重大進(jìn)展，除了化療和放療，癌癥治療現(xiàn)在還有了其它的新方法，比如靶向癌細(xì)胞中與遺傳畸變有關(guān)的內(nèi)源介導(dǎo)因子，最近癌癥免疫學(xué)方面更是取得了一些突破。近期來自美國(guó)俄勒岡健康與科學(xué)大學(xué)，法國(guó)巴黎第十一大學(xué)等處的研究人員發(fā)表了題為“Neutralizing Tumor-Promoting Chronic Inflammation： A Magic Bullet？”的綜述性文章，探討了癌癥免疫學(xué)基礎(chǔ)研究和臨床研究的進(jìn)展。相關(guān)成果公布在1月18日Science雜志上。

　　一個(gè)多世紀(jì)前，慢性炎癥就已經(jīng)被科學(xué)家們認(rèn)定與惡性腫瘤擴(kuò)散有關(guān)，并且其調(diào)控機(jī)制也有著相似的地方，近年來也有越來越多的證據(jù)表明了這兩種之間的關(guān)聯(lián)，然而由于其中復(fù)雜的機(jī)制，令科學(xué)家們至今還未參透其中深?yuàn)W的機(jī)理。

　　【7】Nat Commun：生活方式對(duì)炎癥和癌癥生物標(biāo)志物有巨大影響

　　doi：10.1038/ncomms5684

　　雖然生物標(biāo)志物可用于診斷疾病，但生物標(biāo)志物的“跌宕起伏”可能不會(huì)依賴特定疾病的存在。例如，在血流中的蛋白質(zhì)水平會(huì)隨著個(gè)體基因，臨床和生活方式因素的變化而變化。

　　特定疾病的生物標(biāo)志物被認(rèn)為與生活方式等有關(guān)。發(fā)表在Nature Communications雜志上的新研究中，來自烏普薩拉大學(xué)的科學(xué)家開展的大規(guī)模研究，探究了基因，臨床和生活方式因素對(duì)血液中蛋白水平的影響。

　　為了系統(tǒng)地解決這個(gè)問題，烏普薩拉大學(xué)研究人員最近開展對(duì)非疾病相關(guān)因素對(duì)血液中蛋白質(zhì)水平影響的大型研究。具體來說，研究人員分析了1，000健康個(gè)體的用于指示癌癥和炎癥的92蛋白質(zhì)生物標(biāo)志物。 研究結(jié)果表明，遺傳因素對(duì)于超過75％的蛋白質(zhì)發(fā)揮顯著作用，而詳細(xì)的基因分析結(jié)果表明其中16個(gè)基因?qū)Φ鞍姿降挠绊懞艽蟆?/p>

　　【8】Nat Cell Biol：端粒酶是癌癥患者發(fā)生慢性炎癥的一個(gè)主要促動(dòng)因素

　　doi：10.1038/ncb2621

　　近日，科學(xué)家們確定端粒酶是癌癥患者發(fā)生慢性炎癥的一個(gè)主要促動(dòng)因素。

　　慢性炎癥是目前公認(rèn)的許多類型癌癥、自身免疫性疾病、神經(jīng)退行性疾病以及代謝性疾病如糖尿病的根本誘因。這項(xiàng)新研究發(fā)現(xiàn)負(fù)責(zé)調(diào)控癌細(xì)胞無休止分裂的這種酶能快速啟動(dòng)和維持慢性炎癥。

　　研究結(jié)果刊登在2012年11月18日的Nature Cell Biology雜志上。該研究小組發(fā)現(xiàn)端粒酶直接調(diào)節(jié)炎癥分子，這些分子對(duì)于癌癥相關(guān)的炎癥反應(yīng)發(fā)生發(fā)展是至關(guān)重要的。科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)，通過抑制患者樣本中獲得的原代腫瘤細(xì)胞的端粒酶活性，在人類癌癥中起關(guān)鍵驅(qū)動(dòng)作用的炎癥分子IL-6的表達(dá)水平減少。

　　【9】PNAS：肺部炎癥可促進(jìn)癌癥肺轉(zhuǎn)移

　　doi： 10.1073/pnas.1507294112

　　最近一項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)肺部炎癥可能會(huì)增加其他部位癌癥向肺部的擴(kuò)散。在本周發(fā)表在國(guó)際學(xué)術(shù)期刊PNAS上的這項(xiàng)最新研究中，研究人員揭示了炎癥促進(jìn)癌癥肺轉(zhuǎn)移的機(jī)制，對(duì)于肺部炎癥如何為癌癥向肺部傳播提供合適環(huán)境進(jìn)行了著重探討。這項(xiàng)發(fā)現(xiàn)或?yàn)橹委熞约胺乐拱┌Y肺轉(zhuǎn)移的發(fā)生提供新見解。

　　科學(xué)家們很早就注意到肺部炎癥與肺部腫瘤之間存在關(guān)聯(lián)，但是炎癥是否會(huì)增加其他腫瘤發(fā)生肺轉(zhuǎn)移的風(fēng)險(xiǎn)一直沒有得到很好的了解。

　　在這項(xiàng)研究中，研究人員首先利用細(xì)菌毒素在小鼠肺部誘導(dǎo)了炎癥，隨后他們將黑色素瘤細(xì)胞注射到小鼠體內(nèi)，發(fā)現(xiàn)這些黑色素瘤細(xì)胞會(huì)形成皮膚腫瘤并且還會(huì)向肺部擴(kuò)散。

　　研究人員對(duì)炎癥性肺部組織進(jìn)行了分析，他們發(fā)現(xiàn)中性粒細(xì)胞數(shù)目增加，并會(huì)將兩種酶釋放到肺部，其中一種叫做中性粒細(xì)胞彈性蛋白酶，另外一種叫做組織蛋白酶G，這兩種酶能夠靶向摧毀一種叫做Tsp-1的蛋白，有研究發(fā)現(xiàn)Tsp-1能夠保護(hù)肺部組織防止腫瘤發(fā)生。

　　【10】Nat. Commun：遺傳與生活方式對(duì)炎癥反應(yīng)和癌癥有非常大的影響

　　doi：10.1038/ncomms5684

　　發(fā)表在《自然通訊》中的一項(xiàng)新的研究表示，烏普薩拉大學(xué)的科學(xué)家們**大規(guī)模的研究遺傳、臨床和生活方式因素對(duì)在血流中蛋白質(zhì)含量水平的意義。研究結(jié)果表明，遺傳和生活方式是蛋白質(zhì)含量水平的決定因素，這一發(fā)現(xiàn)大大影響了使用更多的生物標(biāo)記鑒別疾病的可能性。

　　針對(duì)那些患有特殊疾病的個(gè)體而言，用于診斷疾病的生物標(biāo)志物可以更好地顯示蛋白質(zhì)含量的變化。為了癌癥和炎癥的進(jìn)一步研究，研究人員在用于臨床研究的1000名健康個(gè)體中分析了92個(gè)蛋白質(zhì)生物標(biāo)記物，烏普薩拉大學(xué)的研究人員**調(diào)查了遺傳、臨床和生活方式因素對(duì)血流中蛋白質(zhì)含量水平的意義。研究結(jié)果表明，遺傳因素中超過75%的蛋白質(zhì)起著重要作用，一份詳細(xì)的遺傳分析表明每16個(gè)基因中帶有一個(gè)強(qiáng)效的蛋白質(zhì)含量水平。

　　【11】Nature Cell Biology：衰老的炎癥機(jī)制

　　doi：10.1038/ncb2167

　　蛋白質(zhì)與植物基因研究國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室顧軍課題組研究衰老與炎癥機(jī)制的研究論文于2011年2月20日在《自然—細(xì)胞生物學(xué)》Nature Cell Biology在線發(fā)表。

　　顧軍課題組的研究工作**揭示了衰老的炎癥機(jī)制及抗衰老蛋白是如何通過抑制炎癥反應(yīng)來拮抗衰老的。雖然人們很早就認(rèn)識(shí)到炎癥是細(xì)胞衰老及機(jī)體老化的伴隨反應(yīng)，并起著維持和促進(jìn)衰老及老化的作用。然而，對(duì)衰老的炎癥機(jī)制一直很不清楚。

　　顧軍實(shí)驗(yàn)室的研究發(fā)現(xiàn)RIG-I/MAVS信號(hào)通路介導(dǎo)了衰老及老化的炎癥反應(yīng)。在MAVS缺失的細(xì)胞和小鼠中，衰老和老化伴隨的炎癥反應(yīng)明顯下降。在復(fù)制性衰老的細(xì)胞中干涉RIG-I，可以降低衰老的炎性反應(yīng)并延緩細(xì)胞衰老的進(jìn)程。

　　進(jìn)一步的研究發(fā)現(xiàn)抗衰老蛋白klotho是RIG-I的抑制因子，可以拮抗RIG-I誘導(dǎo)的衰老性炎癥反應(yīng)。在klotho敲除的小鼠中，炎癥反應(yīng)顯著增強(qiáng)。在復(fù)制性衰老細(xì)胞中表達(dá)外源的klotho，可以拮抗細(xì)胞衰老的進(jìn)程。同時(shí)他們的研究還發(fā)現(xiàn)隨著衰老的進(jìn)程，RIG-I表達(dá)水平逐漸升高，而抗衰老蛋白klotho的水平逐漸降低。