
科学家们近日发现,机体自身的免疫警报系统可能在快速衰老疾病中扮演着关键角色。
这项新研究挑战了数十年来关于DNA损伤与衰老机制的传统认知,揭示了通过抑制过度活跃的免疫传感器,有望恢复严重遗传性疾病中的组织功能,为理解衰老和DNA损伤提供了全新视角。
免疫系统旨在识别并清除病毒,然而,这一防御机制有时会“误伤”自身。当受损的自身DNA片段被错误地识别为病毒物质时,免疫系统会触发强烈的炎症反应,进而损害健康组织。
由希伯来大学的Marva Bergman博士和Itamar Harel教授领衔,联合Yehuda Tzfati教授、Ido Ben-Ami教授(希伯来大学和沙尔泽德克医疗中心)以及南加州大学的Bérénice Benayoun教授组成的国际研究团队,将这种错位的免疫反应确定为严重快速衰老疾病中组织退化的主要原因。通过降低这种错误的免疫警报,研究人员成功恢复了多个生物系统的功能。
该研究聚焦于共济失调毛细血管扩张症(Ataxia-Telangiectasia, A-T)和布鲁姆综合征(Bloom syndrome)等罕见的DNA损伤修复(DDR)障碍。这些疾病会破坏机体修复日常DNA损伤的能力,导致基因组不稳定性、神经退行性变、癌症风险增加以及过早衰老。
多年来,科学家们普遍认为,未修复的DNA损伤本身是细胞衰退的主要原因。然而,这项新发现表明,机体对这些损伤的反应可能同样重要。
Harel教授指出:“我们的研究结果表明,损伤并非单独起作用。正是机体对损伤的反应,即一种过度且慢性的炎症反应,驱动了大部分的组织退化。”
当细胞无法正常修复DNA时,DNA片段可能逃逸到细胞质(围绕细胞结构的液体)中。在那里,它们会激活一种名为cGAS的传感器。该系统通常用于检测病毒DNA,但它无法可靠地区分外源DNA和来自机体自身的受损DNA。结果,免疫系统会启动持续的炎症反应,随着时间的推移损害组织。
研究人员还发现,cGAS除了触发炎症外,还有另一个作用。该分子可以进入细胞核,直接干扰DNA修复。在正常情况下,cGAS有助于保护身体,但当其过度刺激时,反而会加剧损伤。
为了探究控制这种反应是否能减缓疾病进展,研究团队使用了一种常用于研究衰老相关变化的快速衰老脊椎动物模型。结果显示,降低cGAS活性显著改善了多项疾病标志物,包括神经炎症、组织退化和生殖能力下降。
Bergman博士表示:“我们不仅仅是减缓了衰退,我们观察到了组织功能的广泛恢复。这表明,如果炎症反应得到控制,机体能够应对比我们之前假设的更多的DNA损伤。”
这些发现可能影响未来的治疗策略。研究人员或许可以不再仅仅尝试修复每一个DNA损伤,而是转而靶向机体对DNA损伤的炎症反应。然而,研究团队也指出,cGAS对于抵抗病毒感染同样重要,因此未来的任何疗法都需要在减少有害炎症的同时,不削弱免疫防御。
这项研究的意义可能超越罕见遗传性疾病。慢性炎症和基因组不稳定性是许多年龄相关疾病的共同特征,这表明相同的机制可能在更广泛的衰老过程中发挥作用。
该团队的相关研究还探讨了生殖和发育时机等生物过程如何与衰老和寿命相关联。综合来看,这些发现支持了一个观点:早期对身体有益的系统,在生命后期也可能导致长期的衰退。
研究人员强调,逆转疾病症状与减缓自然衰老过程本身并非一回事。即便如此,这项研究通过靶向机体自身的免疫信号通路,为治疗严重的退行性疾病提供了一种有前景的新方法。