综述:通过免疫实现长寿:不寻常的裸鼹鼠免疫系统

【字体: 时间:2025年09月27日 来源:GeroScience 5.4

编辑推荐:

  这篇综述系统阐述了裸鼹鼠(NMR)独特的免疫系统特征,揭示了其通过(髓系细胞)优势免疫、(γδ T细胞)介导的免疫监视和(DNA修复)机制,实现(癌症抵抗)和(炎症衰减),从而突破(Gompertz)死亡率定律,维持长达四十年的健康寿命。这些发现为(生物老年学)和(免疫治疗)研究提供了新范式。

  

引言

裸鼹鼠(Heterocephalus glaber)是生物医学研究领域的非凡模型,其最大特点是能抵抗衰老相关变化并健康存活超过40年,这突破了Gompertz死亡率定律。近年研究发现,其独特的免疫系统在抵抗感染、调节组织修复和清除肿瘤细胞中发挥核心作用。

免疫器官的特殊性

裸鼹鼠保留功能性胸腺组织于下颌三角区,形成异位胸腺结构,其重量是胸腔内胸腺的四倍。尽管存在双重胸腺,但幼年裸鼹鼠胸腺总质量仍仅为小鼠的一半,且随年龄增长呈现类似胸腺退化现象:皮质萎缩、脂肪浸润和哈索尔小体增多。
脾脏结构呈现髓系偏向特征:白泡 follicle 区域缩小,边缘区CD19+ B细胞减少,而红髓中充满CD14+ 髓系细胞。值得注意的是,优势繁殖个体的脾脏显著大于从属个体,且含有更高比例的乳铁蛋白高表达中性粒细胞。

免疫细胞的独特组成

裸鼹鼠最显著的特征是髓系/淋巴系细胞比例增高,与外周血单核细胞比例更接近人类而非常规实验啮齿类。其造血干细胞(HSC)处于静息状态,细胞周期缓慢,这减少了突变积累风险。

髓系免疫细胞

巨噬细胞表现出更强的吞噬能力和细胞因子产生能力,且在M1/M2极化过程中表现出物种特异性:IL-4刺激下M2相关基因(Arg1, Egr2, Mrc1)无显著变化,OXPHOS和糖酵解代谢保持静止状态。
中性粒细胞群体中包含大量乳铁蛋白高表达亚群(lactoferrin-high neutrophils),这些细胞高表达抗菌肽(cathelicidin)、嗅觉介导蛋白(olfactomedin)和半胱氨酸富集分泌蛋白基因,可能处于"预激活"状态以快速应对感染。

淋巴系免疫细胞

最惊人的发现是完全缺乏经典自然杀伤细胞(NK细胞)——脾脏和外周血中均未检测到表达Gzma、Gzmb、Klrd1和Ncr1的CD3-CD8-细胞。这与MHC-I配体和NK细胞受体基因的功能丧失突变有关。
B细胞区室显著减少,仅占脾脏免疫细胞的10-15%(小鼠为60%),边际区缩小,提示体液免疫向T细胞介导的免疫监视转变。
T细胞群体呈现CD4+/CD8+ αβ T细胞比率降低,且克隆多样性有限。相反,裸鼹鼠拥有大量循环γδ T细胞群体,包含两个独特亚群:一个具有广泛的γ和δ TCR基因座多样性,另一个细胞毒性亚群则具有显性克隆型。这些γδ T细胞表达细胞毒性基因(Gzma, Nkg7, Xcl1),功能上类似于NK细胞。

对病原体的反应

由于NK细胞缺失、IFN-γ信号减弱和边缘区结构不发达,裸鼹鼠对病毒感染(如冠状病毒、疱疹病毒)高度易感。但对细菌和真菌感染可能具有更好保护作用,这得益于γδ T细胞群体和乳铁蛋白高表达中性粒细胞的存在。

癌症抵抗机制

裸鼹鼠对实验性致癌物(3MC、DMBA/TPA)和紫外线辐射具有显著抵抗力。这归因于:1)每年体细胞突变率低于短寿命物种;2)DNA修复基因(TP53、MSH5、Ku70)表达上调,碱基切除修复(BER)和核苷酸切除修复(NER)效率提高2-3倍;3)RIPK3和MLKL基因功能缺失突变阻止坏死性凋亡和DAMP释放,减弱炎症反应。

年龄相关变化

尽管存在个体差异,老年裸鼹鼠仍显示胸腺退化迹象。但与小鼠和人类不同,其髓系/淋巴系比例不随年龄显著变化,且造血干细胞维持极性,未出现干扰素(IFN)信号通路的年龄相关激活,这可能有助于避免炎症衰老(inflammaging)。

总结

裸鼹鼠进化出了独特的免疫策略:依赖髓系优势的先天免疫和细胞毒性γδ T细胞群体,而非传统的病毒防御机制。这种免疫配置优先支持组织稳态和癌症免疫监视,而非应对罕见的环境病原体暴露,最终贡献于其非凡的长寿和健康寿命。对其免疫系统的深入研究将为衰老干预和疾病治疗提供新的思路。
相关新闻
生物通微信公众号
微信
新浪微博
  • 急聘职位
  • 高薪职位

知名企业招聘

热点排行

    今日动态 | 人才市场 | 新技术专栏 | 中国科学人 | 云展台 | BioHot | 云讲堂直播 | 会展中心 | 特价专栏 | 技术快讯 | 免费试用

    版权所有 生物通

    Copyright© eBiotrade.com, All Rights Reserved

    联系信箱:

    粤ICP备09063491号