编辑推荐:
为探究运动影响免疫细胞动员机制及肾上腺素能信号在抗癌中的作用,研究人员用 β 受体阻滞剂、磷酸二酯酶抑制剂等开展人体及小鼠实验。结果显示,β2-AR 信号对动员免疫细胞、抑制肿瘤生长至关重要。这为抗癌治疗提供新思路。
在癌症治疗领域,尽管医学不断进步,但美国每年癌症死亡人数仍超 60 万。大量研究表明,运动与癌症风险及病情进展呈负相关,规律运动的癌症患者身体机能和心理状态更好,病情进展也更慢。然而,运动预防肿瘤发展和进展的具体机制却一直是个未解之谜。有一种观点认为,运动或许能通过增强免疫监视来抑制肿瘤。每次运动时,大量白细胞会在血液和组织间快速流动和重新分布,这主要得益于儿茶酚胺通过 β
2肾上腺素能受体 (β
2-AR) 发出的信号。像 NK 细胞、CD8
+T 细胞和 γδ T 细胞这些效应淋巴细胞,它们表面的 β
2-AR 表达水平很高,能高效识别并消灭癌细胞,在运动时会被优先重新部署。所以人们推测,运动时效应淋巴细胞的频繁重新分布,可能会增加它们与肿瘤细胞接触的机会,在肿瘤发展早期就把那些癌前细胞清除掉,从而抑制肿瘤生长。
与此同时,不少癌症患者因为要治疗其他疾病,会服用 β 受体阻滞剂(β-blockers)和一些心血管调节药物。虽然有研究发现,部分癌症患者服用 β 受体阻滞剂后,癌症相关死亡率有所下降,但这种效果并不稳定,而且会因肿瘤类型和 β 受体阻滞剂的选择性不同而变化。更令人担忧的是,β 受体阻滞剂可能会抑制 β2-AR 信号,进而削弱运动对免疫监视的有益作用。所以,搞清楚不同类型的 β 受体阻滞剂以及其他影响肾上腺素能下游信号的药物,到底会对运动时淋巴细胞的重新部署产生何种影响,就显得尤为重要。
为了揭开这些谜团,来自未知研究机构的研究人员展开了一系列研究。最终,研究成果发表在《Brain, Behavior, and Immunity》杂志上。这项研究意义重大,它不仅明确了运动影响免疫细胞动员的具体机制,还找到了肾上腺素能信号在抗癌过程中扮演的关键角色,为未来癌症治疗提供了全新的方向和思路。
研究人员在本次研究中运用了多种技术方法。首先,招募了 42 名健康的非吸烟参与者(31 名男性,11 名女性),根据不同的研究内容分为稳态运动队列、分级运动队列和异丙肾上腺素输注队列。其次,采用双盲、安慰剂对照、交叉试验的方法,让参与者在运动时使用 β 受体阻滞剂和磷酸二酯酶抑制剂等药物。最后,还对小鼠进行了自愿转轮运动实验,并利用单细胞 RNA 测序技术分析相关细胞信号。
下面来详细看看研究结果:
- 运动时淋巴细胞的优先动员依赖 β2-AR 且受 β1-AR 阻断增强:研究人员基于之前发现运动时效应淋巴细胞动员由 β2-AR 介导这一成果,进一步探究在体内选择性阻断 β1-AR 是否能增强肾上腺素通过 β2-AR 的信号传递,从而增加效应淋巴细胞的动员。在稳态运动实验中,纳多洛尔和比索洛尔这两种药物显著降低了运动时的心率和收缩压,但对通气指标没有影响。同时发现,β1+β2-AR 阻断会抑制稳态运动时淋巴细胞和 NK 细胞的动员,而 β1-AR 阻断却能促进 NK 细胞的动员。这表明 β2-AR 在运动时淋巴细胞的动员过程中起着关键作用,而且 β1-AR 阻断会对淋巴细胞的动员产生不同的影响。
- 分级运动时联合用药对免疫细胞动员的影响:在分级运动实验中,研究人员将 β1-AR 拮抗剂和磷酸二酯酶 - 4(PDE4)抑制剂联合使用。结果发现,这种联合用药进一步增加了 CD8+T 细胞、γδ T 细胞和单核细胞的动员。这说明联合使用这两种药物能够增强运动时特定免疫细胞的动员效果,为后续研究药物与运动联合作用提供了新的依据。
- 异丙肾上腺素输注对淋巴细胞水平的影响:给实验对象输注异丙肾上腺素后发现,其淋巴细胞和 NK 细胞水平升高,与 70% VO2max运动时的效果类似。这表明异丙肾上腺素输注可以模拟运动对淋巴细胞和 NK 细胞水平的影响,从侧面证明了运动时相关细胞水平的变化与肾上腺素能信号密切相关。
- 小鼠模型中 β2-AR 信号和 NK 细胞对肿瘤抑制的作用:在小鼠自愿转轮运动的模型中,研究人员发现 β2-AR 信号和 NK 细胞对于运动诱导的抗 B 细胞淋巴瘤保护作用至关重要。一旦阻断 β2-AR 信号或者耗尽 NK 细胞,运动带来的这种保护作用就会消失。这直接证明了 β2-AR 信号和 NK 细胞在运动抗癌过程中不可或缺。
综合研究结论和讨论部分,本次研究明确了急性运动通过 β2-AR 信号优先动员细胞毒性淋巴细胞和单核细胞,而且 β1-AR 阻断和 PDE4 抑制能够增强这一现象。在小鼠实验中也证实,β2-AR 信号和 NK 细胞是转轮运动抑制小鼠 B 细胞淋巴瘤生长的必要条件。这些研究结果与其他相关文献相互印证,充分表明 β2-AR 信号在运动抗癌过程中起着核心作用。这不仅为解释运动预防肿瘤发展和进展的机制提供了有力证据,还为未来将运动与肾上腺素能调节相结合的癌症治疗策略提供了理论基础,有望为癌症患者带来新的希望。