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端粒

端粒酶与免疫系统:预防慢性疾病的酶

多年来,我们一直向您讲述端粒:染色体末端的那些“保护帽”,它们随着每次细胞分裂而缩短,以及其长度与生物年龄之间的联系。但《Aging Cell》期刊上的一项新研究揭示了一个完全不同的视角:关注的不是端粒长度,而是端粒酶在髓系免疫细胞(巨噬细胞)中的另一项作用。在小鼠研究中,当仅在这些细胞中关闭端粒酶时,它们会“衰老”并转变为储存脂肪的炎症细胞(泡沫细胞),加速动脉粥样硬化、肺部和心脏损伤,而这一切都发生在端粒长度保持正常的情况下。解释在于端粒酶在线粒体中的非经典作用。这并非一篇关于“如何延长端粒”的文章,而是更深入地理解免疫系统为何衰老,以及为何增强端粒酶是一把癌症善于利用的双刃剑。

⏱️1 阅读分钟 ✍️Nir Nagar 👁️359 意见

多年来,当我们谈论端粒时,故事几乎总是相同的:每条染色体的末端都有一个保护性的“帽”,它在每次细胞分裂时都会略微缩短,当它变得太短时,细胞就会停止分裂或死亡。端粒长度已成为一种“生物钟”,许多生物年龄测试都会测量它。但这种只关注长度的视角,忽略了图景中重要的一部分。

发表在《Aging Cell》期刊上的一项新研究(来自UTHealth Houston的Mikhail Kolonin教授团队)将焦点从端粒本身转移到构建它的酶上:端粒酶。令人惊讶的发现是,这种酶恰恰在髓系免疫细胞(尤其是巨噬细胞)中发挥着保护作用,而且这种作用完全独立于端粒长度。当端粒酶在这些细胞中正常运作时,它们保持正常和平衡。当它被关闭时,细胞会“衰老”,变得具有炎症性并开始储存脂肪,从而加速老年期的主要慢性疾病。这并非又一篇关于“如何延长端粒”的文章,而是对免疫系统为何衰老,以及这对身体其他部分意味着什么的更深入解释。

什么是端粒酶?它与端粒有何不同?

区分这两个概念很重要,因为这里最容易混淆:

  • 端粒是物理结构:染色体末端的一段重复DNA序列(TTAGGG),保护染色体免受磨损和与其他染色体“粘连”。
  • 端粒酶是酶:一种能够重新添加在分裂中丢失的相同序列的分子,从而修复端粒长度。
  • 在大多数成体细胞中,端粒酶几乎处于关闭状态。因此,端粒在整个生命过程中逐渐缩短。
  • 但在某些细胞群中,如干细胞和免疫系统细胞,端粒酶保持受控的活性,因为这些细胞必须在整个生命过程中反复分裂。

这种差异是核心所在。皮肤细胞或肝细胞分裂次数有限。但免疫系统细胞必须在身体每次遇到感染时快速增殖,然后为下一次做好准备。没有端粒酶,它们会在几次感染后就“磨损殆尽”。然而,这项新研究发现,端粒酶在这些细胞中还有一个与端粒延长完全无关的作用,我们很快就会看到。

与免疫系统的联系:一个令人惊讶的机制

这项研究的重大创新在于端粒酶另一个意想不到的作用。研究人员培育了转基因小鼠,其中端粒酶仅在髓系细胞(产生巨噬细胞的谱系)中被关闭,而不影响身体其他部位的酶。自然的预期是,如果出现问题,那将源于端粒缩短。但发生的事情完全不同。

这些小鼠的巨噬细胞提前“衰老”,进入细胞衰老状态并变得具有炎症性,然而它们的端粒长度保持正常。换句话说,损伤并非由短端粒引起。它源于该酶的另一个作用:事实证明,端粒酶在线粒体(细胞的“动力工厂”)内具有非经典活性。当该酶在那里缺失时,巨噬细胞的能量产生和代谢平衡受损,细胞转向炎症特征。

实际结果是戏剧性的。“衰老”的巨噬细胞开始储存脂肪,变成“泡沫细胞”,这些充满脂肪的细胞是动脉粥样硬化的标志。小鼠出现了血脂异常,当喂食高热量饮食时,它们积累了更多体脂并出现糖代谢受损。即使没有高热量饮食,它们也出现了肺纤维化和心脏功能受损的迹象

也就是说,这里的故事不是“端粒太短”,而是免疫细胞失去了代谢平衡,因此从保护者变成了损伤源。这项研究加入了越来越多的研究潮流,表明端粒酶具有超越端粒延长的作用。

重要的是要记住关于免疫衰老的更广泛背景。当免疫细胞衰老时,它们开始慢性分泌炎症分子(如IL-6和TNF-α),即使没有威胁。这种现象是科学家所称的炎症衰老的一部分,即“炎症”和“衰老”的结合:一种伴随衰老并加速几乎所有老年疾病的低度慢性炎症。

当前证据

研究1:在巨噬细胞中关闭端粒酶(小鼠,2026年)

《Aging Cell》上的这项新研究是故事的核心,需要强调的是:这是一项小鼠研究,而非人体研究。研究人员表明,仅在髓系细胞中关闭端粒酶会导致巨噬细胞变成炎症细胞和泡沫细胞,进而导致血脂异常、肺纤维化和心脏功能受损。核心创新有两点:首先,保护作用并非源于端粒长度(端粒保持正常);其次,它是由端粒酶的线粒体功能介导的。小鼠的发现并不能保证同样的事情发生在人类身上,但它提供了一个可以测试的新而精确的机制。

研究2:衰老免疫细胞与炎症细胞因子的分泌

该领域的先前工作表明,“衰老”的免疫细胞会采用炎症分泌特征。研究发现,在65岁以上的老年人中,血液中“衰老”免疫细胞的比例较高与较高水平的炎症标志物如CRP和IL-6相关,而这两者又与心脏疾病和早逝相关。这是新巨噬细胞发现所依据的背景。

研究3:端粒酶突变与早发性疾病

来自相反方面的证据来自人类罕见综合征。患有损害端粒酶的遗传突变的人(如先天性角化不良症)会在特别年轻的年龄(通常在二三十岁)出现免疫缺陷和骨髓衰竭。这是活生生的人类证据,表明没有正常的端粒酶,血细胞和免疫细胞的维护系统会过早崩溃。

人群数据

大型队列研究一致发现,白细胞中端粒较短与疾病风险增加之间存在关联。一项领先的荟萃分析(Haycock等人,《BMJ》2014年,涵盖约24项研究)发现,血液细胞端粒长度处于最低三分之一的人,与最高三分之一相比,患冠心病的风险高出约54%(相对风险1.54),即使在调整了公认的风险因素之后也是如此。

这与炎症衰老和主要疾病有何关系?

由衰老免疫细胞产生的慢性炎症并非局部问题。它通过血液传播到全身,并助长三种主要的老年慢性疾病

  • 心血管疾病:慢性炎症,特别是巨噬细胞转变为泡沫细胞,加速了动脉粥样硬化斑块的形成。衰老免疫细胞分泌的IL-6和TNF导致斑块不稳定。新发现的泡沫细胞直接说明了这一环节。
  • 2型糖尿病:全身性炎症损害胰岛素敏感性。炎症衰老是解释为什么即使瘦人,胰岛素抵抗也会随年龄增长而增加的原因之一。在该研究的小鼠中,在巨噬细胞中关闭端粒酶确实损害了高热量饮食下的糖代谢。
  • 痴呆症和神经退行性疾病:慢性全身性炎症与大脑中的神经炎症相关,加速淀粉样斑块的积累和认知损伤。

换句话说:免疫细胞的功能衰退不仅仅是“免疫系统的问题”。它是一个炎症的开放水龙头,渗入身体的每个系统。这就是为什么理解这个机制如此重要,它是一个中心节点,看似无关的疾病由此分叉。

这是否意味着应该“服用”端粒酶?

这里需要停下来深吸一口气,因为这是许多健康文章失败的地方。诱惑很明显:如果端粒酶的衰退导致了所有这些坏事,那为什么不简单地增强端粒酶呢?答案是增强端粒酶是一把危险的双刃剑,而且这不是理论上的原因。

问题:癌症先到了这里

端粒酶在大多数体细胞中关闭的主要原因是为了内在的癌症防御。端粒缩短的细胞失去无限分裂的能力,这是对癌症生长的自然制动。事实上,大约85-90%的癌症肿瘤会重新激活端粒酶,以变得“不朽”并无限分裂。换句话说,免疫系统需要保持正常的酶,正是癌症劫持以茁壮成长的酶。

为什么“端粒酶药丸”不是解决方案

全身性地、不加区分地激活端粒酶可能会移除最重要的癌症安全制动之一。任何承诺不加区分地延长所有细胞端粒的补充剂或“端粒酶激活剂”都应极其谨慎地对待。营销承诺忽视了进化“选择”关闭该酶的深层生物学原因。

真正的科学方向

这项研究提供的不是“服用端粒酶”,而是理解。如果端粒酶在免疫细胞中的关键作用恰恰在线粒体而非端粒延长,那么未来的目标可能不是用端粒酶淹没身体,而是有针对性地恢复免疫细胞中的线粒体功能,以恢复平衡而不为癌症打开大门。这是一个微妙的生物工程挑战,距离实现还有数年,目前仍处于小鼠研究阶段。在此之前,任何“捷径”方法都弊大于利。

从这项研究中可以学到什么?

  1. 不要追逐补充剂中的“端粒酶激活剂”。科学尚不知道如何安全且有针对性地激活端粒酶,营销承诺忽视了癌症风险。这是“补充剂”不等于“安全”的领域之一。
  2. 专注于用经过验证的方法降低慢性炎症。如果真正的问题是炎症衰老,可以直接攻击它:富含Omega-3的饮食、减少糖和加工碳水化合物、以及优质睡眠可以降低全身炎症标志物。
  3. 定期体育锻炼使免疫细胞保持年轻。研究表明,有氧运动和阻力训练与白细胞中更长的端粒和功能上更“年轻”的免疫细胞相关,无需任何补充剂。
  4. 保持健康体重和代谢健康。腹部脂肪组织本身会分泌炎症细胞因子并加速炎症衰老。减肥可以降低炎症。
  5. 如果担心早期或异常的免疫缺陷,请咨询医生。年轻时极端的免疫衰退可能是罕见端粒酶综合征的迹象,具有诊断意义。

更广阔的视角

免疫细胞中端粒酶的故事是一个完美的例子,表明衰老不是一个单一过程,而是一个相互交织的机制网络。我们向您讲述了不少关于端粒长度作为“时钟”的故事,但这项研究提醒我们,时钟只是图景的一部分。另一部分,也许更重要,是功能:不仅端粒有多长,而且负责维护它的酶是否也在需要的地方履行其额外职责,例如在线粒体中。

免疫系统是一个中心节点。当它衰老时,它不仅保护我们免受感染和癌症的能力减弱,它本身也成为加速所有其他衰老过程的炎症源。这就是为什么许多研究人员相信,“年轻化”免疫系统可能是延长健康寿命的最有力杠杆之一,胜过任何单一补充剂。

最后,一个发人深省的信息:使细胞保持正常的相同机制,正是癌症劫持以变得不朽的机制。事实证明,衰老并非一个可以简单“关闭”的故障。它有时是一种进化妥协,是我们为防御更糟糕的事情而付出的代价。这种理解,而非寻找捷径,才是负责任的前进道路。

参考文献:
Gao Z, Yu Y, Wiggins D, Sevick-Muraca EM, Kolonin MG. Telomerase Knockout in Myeloid Cells Predisposes Mice to Foam Cell Formation, Dyslipidemia, Lung Fibrosis, and Cardiac Dysfunction. Aging Cell, 2026. DOI: 10.1111/acel.70490
UTHealth Houston press release (27 May 2026): New Study Reveals Role for Telomerase in Immune Cells Preventing Chronic Disease

ניר נגר

Nir Nagar

Nir Nagar 是 Reverse Aging 的创始人兼编辑,也是一位在长寿研究、补充剂和健康优化方面拥有 20 多年实践经验的生物黑客。他在发表前会深入研究每一个主题,诚实地评估证据的强度,并在每篇文章中链接到原始研究。

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来源和引文

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