研究背景
免疫衰老(Immunosenescence)描述了免疫系统随年龄增长的渐进性重塑过程,表现为免疫稳态紊乱和老年人对感染、肿瘤及自身免疫疾病的易感性增加。细胞免疫功能下降与T细胞区室的内在改变有关,但也受调控T细胞免疫的其他细胞年龄相关变化的推动。髓源性抑制细胞(MDSCs)作为T细胞激活和功能的强效抑制剂,其诱导需要慢性炎症环境。由于衰老与低度炎症(炎性衰老)和骨髓生成增加相关,研究团队分析了健康青年与老年个体外周血中MDSCs的数量和功能差异。
主要发现
年龄依赖的MDSC积累
通过分析27名健康个体(18-23岁青年与60-70岁老年)的外周血和血沉棕黄层(buffy coat)样本,发现老年人单核细胞(M-MDSCs)和多形核(PMN-MDSCs)亚群比例及绝对数量显著增加。流式细胞术显示总MDSCs(CD33+CD11b+HLA-DRlow/neg)比例与年龄呈正相关(r=0.54, p<0.001),其中M-MDSCs的相关性最强(r=0.62, p<0.0001)。值得注意的是,MDSCs增加伴随着CD3+、CD19+、CD20+、CD56+细胞比例的下降。
增强的免疫抑制功能
来自老年人CD14+细胞在GM-CSF和IL-6培养下分化为MDSCs的效率显著提高(p<0.01)。共培养实验表明,老年来源的MDSCs在1:1效应细胞比例下对CD3/CD28刺激的T细胞增殖抑制率比青年来源MDSCs高42%(p<0.001)。值得注意的是,这种抑制作用需要直接细胞接触,在Transwell实验中可完全解除,提示细胞间接触是主要抑制机制。
代谢重编程
RNA测序揭示老年MDSCs在胆固醇稳态(如ACSL1、APOE基因上调)、氧化磷酸化(COX5A、UQCRC2)和脂肪酸代谢(FABP4、LPIN1)通路出现显著富集(NES>2, p<0.001)。流式细胞术证实老年MDSCs中中性脂质(BODIPY 493/503)和氧化脂质(BODIPY 581/591 C11)水平分别增加2.3倍和1.8倍(p<0.01),与免疫抑制能力呈正相关。
免疫极化调控
与青年MDSCs相比,老年MDSCs可使共培养T细胞的IL-4分泌增加5倍(p<0.0001),而IFN-γ分泌降低35%(p<0.01)。值得注意的是,MDSCs本身并不分泌Th2型细胞因子,但通过表达CD80、PD-L1等共刺激分子,促进Th2型免疫偏移。这种极化效应在体内实验中通过IL-4基因缺失小鼠模型得到验证。
血清因子的作用
血清因子分析显示,老年人IL-10(p<0.05)和S100A8/9(p<0.01)水平升高,而TGF-β浓度反而下降(p<0.05)。将5名健康老年供体血清与青年CD14+细胞共培养,可使MDSCs的免疫抑制能力提升30%(p<0.05),表明血清因子特别是IL-10和S100A8/9在年龄相关MDSC功能增强中起关键作用。
研究意义
本研究首次在排除肿瘤和慢性炎症疾病干扰的情况下,证实健康衰老过程中MDSCs的积累及其功能变化。通过揭示MDSCs的代谢重编程特征(如胆固醇代谢增强),为调控T细胞免疫功能提供了新靶点。研究结果提示,靶向MDSCs或其代谢通路(如脂肪酸氧化抑制剂)可能成为维持老年人T细胞功能、促进健康老龄化的有效策略。
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