科學家們深度解析癌癥、炎癥與機體衰老的奧秘

　　科學家們深度解析癌癥、炎癥與機體衰老的奧秘

　　威正翔禹生物導讀： 近年來，大量研究表明，機體不可控的炎癥往往會誘發腫瘤及癌癥轉移。同時研究者還發現，與腫瘤相關的炎癥或許能夠通過促進血管新生和轉移，而且持續性的炎性微環境也能夠觸發某些特殊基因突變進而來誘發腫瘤再度產生。如今炎性與腫瘤的關聯性研究已經成為了科學家們一個新的研究領域。

　　除此之外，科學家還將衰老同炎癥及癌癥發生聯系了起來，2014年一項刊登在Nature Communications上的報告中，研究者發現，慢性低度炎癥會導致小鼠細胞老化及衰老，同時在一項刊登在國際雜志Nature Structural & Molecular Biology上的研究報告中，科學家還深入剖析了癌癥、老化及機體炎癥發生的分子機制；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：體內微生物促進中性粒細胞衰老加重炎癥性疾病

　　doi:10.1038/nature15367

　　近日，來自美國艾爾伯特愛因斯坦醫學院的研究人員在**國際學術期刊nature上發表了一項最新研究進展，他們利用小鼠模型發現體內中性粒細胞衰老與其促炎癥活性具有正相關關系，并且中性粒細胞衰老會受到微生物的驅動。

　　血液中的分葉核中性粒細胞為機體對抗病原體提供了重要的免疫防護作用，但同時也會促進炎癥性疾病中的組織損傷。雖然普遍認為中性粒細胞是一個相對同質性的細胞群體，但是也有研究證據表明在中性粒細胞群體中也存在異質性。

　　在穩定狀態下，中性粒細胞的異質性可能來自于細胞衰老也可能來自與骨髓釋放的新生中性粒細胞。之前研究證實衰老的中性粒細胞會上調一種幫助清除骨髓內衰老中性粒細胞的受體CXCR4，并產生抑制中性粒細胞產生的反饋抑制，同時對造血干細胞也有一定調控。除此之外，衰老的中性粒細胞亞群還會表達低水平的L-selectin，之前研究已經證明體外培養的衰老中性粒細胞表現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，紐約大學醫學院的研究人員**確定了一個單一基因能同時控制炎癥、加速衰老和癌癥。

　　紐約大學Langone醫學中心首席研究員Robert J. Schneider博士說：這肯定是一個意外的發現。一個基因同時在控制老化和炎癥過程中有兩個非常不同的，但卻是非常重要的功能的現象是比較罕見的。老化和炎癥如果沒有妥善得到控制緩解，最終可以導致癌癥的發生于發展。

　　這項研究由美國國立衛生研究院資助，發表于5月24日的Molecular Cell雜志上。

　　Schneider博士說：近幾十年來，科學界已知炎癥、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系基本上是一個謎。Schneider和他的團隊在過去的研究中，發現AUF1通過關閉炎癥反應，阻止感染性休克基因能控制炎癥。雖然研究成果很杰出，但這一發現并沒有解釋老化加速與癌癥的關聯。

　　【3】盤點：從線粒體看衰老與癌癥

　　線粒體在與真核細胞共生之前，就已經經過了漫長的進化史。科研工作者認為它與真核細胞的共生保證了細胞能正常生存、工作。最近越老越多的研究發現線粒體在細胞中的作用遠遠不止“細胞能量站”。它們參與了各種細胞功能調控，與很多人類疾病存在著莫大的聯系。包括細胞信號傳導、代謝、自噬、衰老和腫瘤發生都與線粒體的質量和活性相關。

　　最近，在Molecular Cell和Trends in Biochemical Sciences這兩個Cell子刊中用專題特稿來強調了線粒體的獨特性以及線粒體與細胞眾多功能之間的聯系。

　　所以在生命科學領域，對線粒體的功能研究靶向人類衰老和癌癥將會是一個非常熱門的領域。

　　線粒體質量和活性下降已與人類正常衰老以及衰老相關疾病的發展存在密切的聯系。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，紐卡斯爾大學學者發現炎癥可能是衰老過程中一個關鍵因素，此發現可以幫助科學家找出延緩衰老的新途徑。

　　發表在Nature Communications雜志上的一篇論文中，團隊介紹炎癥如何觸發細胞的衰老以及非常強大的分子包括氧自由基或活性氧（ROS）的釋放，ROS已知是與老齡化進程有關。

　　長期以來，科學家們猜測慢性炎癥是否不止是老化過程中一個無辜的“旁觀者”。現在紐卡斯爾大學科學家已經找到一種方法通過使用老鼠來解決這個難題，這些老鼠體內發揮限制炎癥反應作用的基因被關閉，但其他方面完全健康。

　　研究的***Thomas von Zglinicki教授說：當我們成為老年人，炎癥的一種溫和的形式會變得越來越頻繁，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大的信使分子，在緊急情況下引起疼痛和發燒。

　　【5】Nature子刊：突破！科學家深入剖析癌癥、老化及機體炎癥發生的分子機制

　　doi：10.1038/nsmb.3319

　　近日，一項刊登在國際雜志Nature Structural & Molecular Biology上的研究報告中，來自匹茲堡大學的研究人員通過研究揭開了端粒生物學特性的新細節，端粒作為DNA的帽子，其能夠保護染色體的末端結構并且在很多機體疾病中扮演著重要角色，比如癌癥、炎性疾病及機體老化等。

　　端粒由重復序列的DNA組成，隨著細胞分裂端粒會慢慢變短，而且隨著人類機體老化端粒也會越來越短，當端粒非常短時，其就會向細胞發送信號來停止細胞不斷分裂，這就會損傷組織再生的能力并且誘發老化相關疾病的發生。相比較而言，在很多癌細胞中，能夠延長端粒的端粒酶的水平就會升高，從而使得癌細胞無線分裂。

　　研究者Opresko指出，本文研究或將幫助我們開發新型療法來保護健康細胞的端粒免受損傷，以便于最終幫助抵御炎性和老化對機體的影響，從另一方面來講我們也希望能夠發現新型機制來選擇性地剔除癌細胞中的端粒從而阻斷癌癥進展。很多研究都表明，氧化性應激能夠加速端粒的縮短，自由基不僅會損傷組成端粒的DNA，還會損傷用于延長端粒的DNA組件。氧化性應激被認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在機體整個老化過程中持續產生疊加。

　　【6】Science：癌癥vs炎癥　讓子彈飛會？

　　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展，除了化療和放療，癌癥治療現在還有了其它的新方法，比如靶向癌細胞中與遺傳畸變有關的內源介導因子，最近癌癥免疫學方面更是取得了一些突破。近期來自美國俄勒岡健康與科學大學，法國巴黎第十一大學等處的研究人員發表了題為“Neutralizing Tumor-Promoting Chronic Inflammation： A Magic Bullet？”的綜述性文章，探討了癌癥免疫學基礎研究和臨床研究的進展。相關成果公布在1月18日Science雜志上。

　　一個多世紀前，慢性炎癥就已經被科學家們認定與惡性腫瘤擴散有關，并且其調控機制也有著相似的地方，近年來也有越來越多的證據表明了這兩種之間的關聯，然而由于其中復雜的機制，令科學家們至今還未參透其中深奧的機理。

　　【7】Nat Commun：生活方式對炎癥和癌癥生物標志物有巨大影響

　　doi：10.1038/ncomms5684

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

　　特定疾病的生物標志物被認為與生活方式等有關。發表在Nature Communications雜志上的新研究中，來自烏普薩拉大學的科學家開展的大規模研究，探究了基因，臨床和生活方式因素對血液中蛋白水平的影響。

　　為了系統地解決這個問題，烏普薩拉大學研究人員最近開展對非疾病相關因素對血液中蛋白質水平影響的大型研究。具體來說，研究人員分析了1，000健康個體的用于指示癌癥和炎癥的92蛋白質生物標志物。 研究結果表明，遺傳因素對于超過75％的蛋白質發揮顯著作用，而詳細的基因分析結果表明其中16個基因對蛋白水平的影響很大。

　　【8】Nat Cell Biol：端粒酶是癌癥患者發生慢性炎癥的一個主要促動因素

　　doi：10.1038/ncb2621

　　近日，科學家們確定端粒酶是癌癥患者發生慢性炎癥的一個主要促動因素。

　　慢性炎癥是目前公認的許多類型癌癥、自身免疫性疾病、神經退行性疾病以及代謝性疾病如糖尿病的根本誘因。這項新研究發現負責調控癌細胞無休止分裂的這種酶能快速啟動和維持慢性炎癥。

　　研究結果刊登在2012年11月18日的Nature Cell Biology雜志上。該研究小組發現端粒酶直接調節炎癥分子，這些分子對于癌癥相關的炎癥反應發生發展是至關重要的。科學家們發現，通過抑制患者樣本中獲得的原代腫瘤細胞的端粒酶活性，在人類癌癥中起關鍵驅動作用的炎癥分子IL-6的表達水平減少。

　　【9】PNAS：肺部炎癥可促進癌癥肺轉移

　　doi： 10.1073/pnas.1507294112

　　最近一項研究發現肺部炎癥可能會增加其他部位癌癥向肺部的擴散。在本周發表在國際學術期刊PNAS上的這項最新研究中，研究人員揭示了炎癥促進癌癥肺轉移的機制，對于肺部炎癥如何為癌癥向肺部傳播提供合適環境進行了著重探討。這項發現或為治療以及防止癌癥肺轉移的發生提供新見解。

　　科學家們很早就注意到肺部炎癥與肺部腫瘤之間存在關聯，但是炎癥是否會增加其他腫瘤發生肺轉移的風險一直沒有得到很好的了解。

　　在這項研究中，研究人員首先利用細菌毒素在小鼠肺部誘導了炎癥，隨后他們將黑色素瘤細胞注射到小鼠體內，發現這些黑色素瘤細胞會形成皮膚腫瘤并且還會向肺部擴散。

　　研究人員對炎癥性肺部組織進行了分析，他們發現中性粒細胞數目增加，并會將兩種酶釋放到肺部，其中一種叫做中性粒細胞彈性蛋白酶，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，有研究發現Tsp-1能夠保護肺部組織防止腫瘤發生。

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

　　doi：10.1038/ncomms5684

　　發表在《自然通訊》中的一項新的研究表示，烏普薩拉大學的科學家們**大規模的研究遺傳、臨床和生活方式因素對在血流中蛋白質含量水平的意義。研究結果表明，遺傳和生活方式是蛋白質含量水平的決定因素，這一發現大大影響了使用更多的生物標記鑒別疾病的可能性。

　　針對那些患有特殊疾病的個體而言，用于診斷疾病的生物標志物可以更好地顯示蛋白質含量的變化。為了癌癥和炎癥的進一步研究，研究人員在用于臨床研究的1000名健康個體中分析了92個蛋白質生物標記物，烏普薩拉大學的研究人員**調查了遺傳、臨床和生活方式因素對血流中蛋白質含量水平的意義。研究結果表明，遺傳因素中超過75%的蛋白質起著重要作用，一份詳細的遺傳分析表明每16個基因中帶有一個強效的蛋白質含量水平。

　　【11】Nature Cell Biology：衰老的炎癥機制

　　doi：10.1038/ncb2167

　　蛋白質與植物基因研究國家重點實驗室顧軍課題組研究衰老與炎癥機制的研究論文于2011年2月20日在《自然—細胞生物學》Nature Cell Biology在線發表。

　　顧軍課題組的研究工作**揭示了衰老的炎癥機制及抗衰老蛋白是如何通過抑制炎癥反應來拮抗衰老的。雖然人們很早就認識到炎癥是細胞衰老及機體老化的伴隨反應，并起著維持和促進衰老及老化的作用。然而，對衰老的炎癥機制一直很不清楚。

　　顧軍實驗室的研究發現RIG-I/MAVS信號通路介導了衰老及老化的炎癥反應。在MAVS缺失的細胞和小鼠中，衰老和老化伴隨的炎癥反應明顯下降。在復制性衰老的細胞中干涉RIG-I，可以降低衰老的炎性反應并延緩細胞衰老的進程。

　　進一步的研究發現抗衰老蛋白klotho是RIG-I的抑制因子，可以拮抗RIG-I誘導的衰老性炎癥反應。在klotho敲除的小鼠中，炎癥反應顯著增強。在復制性衰老細胞中表達外源的klotho，可以拮抗細胞衰老的進程。同時他們的研究還發現隨著衰老的進程，RIG-I表達水平逐漸升高，而抗衰老蛋白klotho的水平逐漸降低。