编辑推荐:
为探究年轻血浆对衰老相关肝炎症的作用,研究人员以大鼠为模型,开展血浆交换实验,检测 NLRP3 炎症小体、坏死性凋亡等。发现年轻血浆可降低相关炎症因子,逆转蛋白二级结构改变,为肝衰老治疗提供新方向。
随着全球人口老龄化加剧,衰老相关肝脏疾病如肝纤维化、慢性炎症等成为重要健康挑战。“炎症衰老(inflammaging)” 作为衰老过程中特征性的慢性低度炎症状态,与肝脏功能障碍密切相关。其中,NLRP3 炎症小体(一种关键的先天免疫复合物)的激活和坏死性凋亡(necroptosis,一种炎症性程序性细胞死亡方式)的异常调控,被认为是驱动肝脏衰老相关炎症和组织损伤的核心机制。然而,如何有效干预这些通路以缓解肝衰老相关病理变化,一直是领域内的研究热点和难点。
在此背景下,土耳其多家研究机构(包括 Yuksek Ihtisas 大学医学院、Mus Alparslan 大学、Ankara Medipol 大学等)的研究人员开展了相关研究,旨在探讨年轻血浆对衰老肝脏中 NLRP3 炎症小体和坏死性凋亡的调控作用及其潜在机制。该研究成果发表在《Biogerontology》上,为衰老相关肝脏疾病的治疗提供了新的思路和实验依据。
研究人员主要采用了以下关键技术方法:
- 动物模型与血浆交换:以 5 周龄(年轻)和 24 月龄(老年)雄性 Sprague Dawley 大鼠为模型,进行为期 30 天的每日血浆交换(年轻大鼠血浆输入老年大鼠,老年大鼠血浆输入年轻大鼠)。
- 红外光谱分析:利用傅里叶变换红外(FTIR)光谱结合主成分分析(PCA),检测肝组织中蛋白质二级结构的构象变化。
- 组织染色与免疫组化:通过 Masson 三色染色评估肝纤维化程度,免疫组化染色检测 NLRP3、ASC、caspase-1、IL-1β、TNF-α、VEGFR2、RIPK1、MLKL 等分子的表达和定位。
- 分子生物学检测:采用 qPCR 技术分析 NLRP3 炎症小体相关基因(NLRP3、ASC、caspase-1、IL-1β、IL-18)的 mRNA 表达水平。
研究结果
年轻血浆逆转衰老诱导的肝组织蛋白质二级结构异常
通过红外光谱的 PCA 分析发现,老年大鼠及接受老年血浆的年轻大鼠肝组织中,随机卷曲、310 螺旋、β- 转角和环结构等无序结构显著增加,而 α- 螺旋和 β- 折叠等有序结构减少;相反,接受年轻血浆的老年大鼠肝组织中,α- 螺旋和 β- 折叠结构明显恢复,接近年轻对照组水平。这表明年轻血浆可逆转衰老导致的肝组织蛋白质构象紊乱,恢复蛋白质稳态。
年轻血浆减轻衰老相关肝纤维化
Masson 三色染色结果显示,老年对照组(OC)肝组织中胶原沉积显著增加,而接受年轻血浆的老年大鼠(OYP 组)胶原沉积明显减少;此外,接受老年血浆的年轻大鼠(YOP 组)胶原密度较年轻对照组(YC 组)显著升高。提示老年血浆中的炎症因子可能促进肝纤维化,而年轻血浆可通过抑制胶原沉积缓解肝纤维化。
年轻血浆抑制 NLRP3 炎症小体激活
免疫组化和 qPCR 结果显示,YOP 组中 NLRP3、ASC、caspase-1、IL-1β、IL-18 的 mRNA 和蛋白表达水平较 YC 组显著升高,表明老年血浆可诱导年轻大鼠肝组织中 NLRP3 炎症小体激活;与之相反,OYP 组中上述分子的表达较 OC 组明显降低,说明年轻血浆能有效抑制衰老肝脏中 NLRP3 炎症小体的激活,减轻炎症反应。
年轻血浆抑制衰老相关坏死性凋亡
免疫组化检测显示,YOP 组中坏死性凋亡相关分子 TNF-α、VEGFR2、RIPK1、MLKL 的免疫反应性显著增强,而 OYP 组中这些分子的表达较 OC 组明显减弱。表明老年血浆可通过激活 TNF-α/VEGFR2 通路触发坏死性凋亡,而年轻血浆则通过下调相关分子表达抑制这一过程,从而减轻肝组织的炎症性损伤。
血液学参数分析
血液学检测发现,OYP 组与 OC 组相比,平均红细胞体积(MCV)、红细胞分布宽度(RDW)和平均血小板体积(MPV)显著增加,而血小板计数(PLT)、血小板分布宽度(PDW)和白细胞计数(WBC)则明显降低。提示年轻血浆可能通过调节血液系统参数,改善衰老相关的系统性炎症和凝血功能异常。
研究结论与讨论
本研究通过动物实验和多组学分析,系统揭示了年轻血浆在逆转衰老相关肝炎症中的治疗潜力。研究证实,年轻血浆可通过抑制 NLRP3 炎症小体激活和坏死性凋亡通路,减轻肝组织炎症和纤维化,并恢复衰老肝脏中蛋白质的二级结构稳态。这些结果不仅阐明了年轻血浆在肝衰老中的作用机制,也为衰老相关肝脏疾病(如非酒精性脂肪性肝炎、肝纤维化等)提供了潜在的治疗策略,如血浆疗法或靶向 NLRP3 / 坏死性凋亡通路的药物开发。
值得注意的是,尽管本研究为年轻血浆的抗衰老作用提供了坚实的实验依据,但其临床转化仍需解决诸多问题,如血浆来源的伦理问题、长期安全性评估以及关键活性成分的鉴定等。未来研究可进一步分离年轻血浆中的有效成分,深入解析其分子机制,并在更大动物模型中验证其疗效,为临床应用奠定基础。总之,该研究为衰老医学领域提供了新的视角,有望推动肝衰老治疗的创新发展。