Science：衰老造成CD4+T细胞免疫力下降和基因表达不稳定
2017-03-31 leo.c MedSci原创
年轻的CD4+T细胞在受到刺激后，就算来自不同种族的CD4+T细胞，也统一的表达调节免疫的关键基因群。相反，年老的CD4+T细胞在受到刺激后，节免疫的关键基因群的表达程度下降，但是细胞和细胞间的基因表达的一致性下降，造成了更多的个体差异。这项研究，为衰老引起的免疫力低下，以及基因表达的不稳定和突变几率的上升提供了理论支持。
衰老常常伴随着逐步的失去原有的身体机能以及细胞功能，但是在这之后的分子机制并没有被了解的很清楚。机体免疫系统中的CD4+和CD8+T细胞，就是典型的衰老影响细胞功能的例子。随着衰老， CD4+和CD8+T细胞原有的对抗感染及杀死异常增殖细胞（癌细胞）的能力就有所下降，从而导致感染及癌症发生率的上升。
在最新的一期Science杂志中，来自英国剑桥大学的Celia Pilar Martinez-Jimenez及其同事报道了他们的发现：CD4+细胞的衰老能够影响细胞的基因表达，降低免疫基因的表达，反而随机无序的上调其他基因的表达，从而降低了CD4+细胞的免疫能力。
研究人员首先比对了从两种不同实验鼠（Mus musculus domesticus (B6), and Mus musculus castaneus (CAST)）分离的CD4+T细胞的基因表达特征，发现在不受任何刺激的情况下，这两种老鼠的CD4+T细胞的基因表达特征有所不同。然而当用特定的蛋白（CD3CD28 ligand）刺激年轻的（3个月内）CD4+T细胞后，这些本来因为种别造成的基因表达的不同，相对于激活后造成的不同显得微不足道。相反，在激活后的T细胞内，两种老鼠的CD4+T细胞的基因表达特征及其参与的反应作用都有很高的相似性。在激活后的T细胞内，大约有36%的基因上调，大约有18%的基因下调。因此根据这些在刺激后区别表达的基因，研究组将其归纳为调节免疫的关键基因群。
相对的，但研究组对衰老的（21个月后）CD4+T细胞进行同样的刺激后，发现这些调节免疫的关键基因群的表达量总体下降。有趣的是，其他的一些基因的表达量上升。通过对上调的基因进行信号通路及功能的分析，发现这些上调的基因随机分布于不同功能，并没有特定的信号通路的基因有统一的高表达。并且，不同细胞间的高表达基因根据细胞也有所不同，没有一致性。
因此研究者归纳，年轻的CD4+T细胞在受到刺激后，就算来自不同种族的CD4+T细胞，也统一的表达调节免疫的关键基因群。相反，年老的CD4+T细胞在受到刺激后，节免疫的关键基因群的表达程度下降，但是细胞和细胞间的基因表达的一致性下降，造成了更多的个体差异。这项研究，为衰老引起的免疫力低下，以及基因表达的不稳定和突变几率的上升提供了理论支持。
原始出处：
Celia Pilar Martinez-Jimenez, Nils Eling, Hung-Chang Chen, Aging increases cell-to-cell transcriptional variability upon immune stimulation. Science 31 Mar 2017:Vol. 355, Issue 6332, pp. 1433-1436DOI: 10.1126/science.aah4115
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