Продолжительность жизни современного человека намного больше той, что наблюдалась тысячи и даже сотни лет тому назад. Развитие наук и технологий, в частности медицины и фармакологии, сыграло не последнюю роль в этом. Однако люди, дожившие до 100 лет и больше, все еще считаются удивительной редкостью, особенно если их физиологическое и когнитивное состояние остается на допустимом уровне. Ученые из Осакского университета (Япония) провели исследование, в котором установили, что люди старше 110 лет обладают удивительно высоким уровнем иммунных клеток CD4 CTL. Что особенного в этих клетках, какие функции они выполняют, и какую роль в долголетии играют? Ответы на эти вопросы мы найдем в докладе ученых.
Основа исследования
Старение — неизбежный биологический процесс, характеризующийся постепенным снижением физических и когнитивных функций. В его основе лежит накопление молекулярных и клеточных изменений, включая мутации ДНК, митохондриальную дисфункцию и клеточное старение. Среди этих изменений особое значение имеет старение иммунной системы, которое снижает ее способность защищать организм от внешних патогенов и устранять аномальные клетки, включая предраковые и стареющие клетки, тем самым повышая риск развития различных заболеваний. Однако само по себе старение не является заболеванием и не обязательно приводит к нарушению работы жизненно важных физиологических систем. Супердолгожители, то есть люди, достигшие возраста 110 лет и старше, представляют собой модель здорового старения: они достигают исключительного долголетия, избегая или существенно откладывая развитие основных возрастных заболеваний, таких как сердечно-сосудистые заболевания и рак. Их иммунные, сердечно-сосудистые и эпигеномные характеристики соответствуют более молодому биологическому возрасту, чем можно было бы ожидать с учетом их хронологического возраста. Кроме того, недавнее генетическое исследование японских долгожителей, включавшее 173 супердолгожителя, выявило ключевые генетические компоненты, связанные с долголетием, и их корреляцию со сниженным риском ряда возрастных заболеваний. Эти результаты указывают на возможный вклад генетических факторов в сохранение функций иммунной системы в глубокой старости.
В предыдущем исследовании ученые обнаружили, что у супердолгожителей в мононуклеарных клетках периферической крови (PBMC от peripheral blood mononuclear cell) присутствует высокая доля цитотоксических T-лимфоцитов CD4 (CD4 CTL). Для этих CD4 CTL была характерна утрата CD27 и CD28, что обычно наблюдается у высокодифференцированных T-клеток CD4 и CD8 при старении. Значительное накопление CD4 CTL также было выявлено у 24-месячных мышей. CD4 CTL представляют собой необычную субпопуляцию T-клеток, которые одновременно экспрессируют CD4 и цитотоксические эффекторные молекулы, что отличает их от традиционного разделения T-клеток на линии CD4− и CD8. В нормальных условиях CD4 CTL редко встречаются в периферической крови и обычно составляют менее 5% общей популяции T-клеток. Напротив, CD4 CTL регулярно выявляются при вирусных инфекциях, включая CMV (цитомегаловирус), HIV (вирус иммунодефицита человека) и SARS-CoV-2. В ряде исследований была показана их противовирусная активность за счет секреции перфорина и гранзимов, а также путей, опосредованных Fas/FasL. Кроме того, недавние исследования показали, что CD4 CTL способны уничтожать опухолевые клетки MHC класса II-зависимым образом при различных видах рака, включая немелкоклеточный рак легкого (NSCLC от non-small cell lung cancer), рак мочевого пузыря, меланому и колоректальный рак. Однако роль CD4 CTL в здоровом старении остается неясной, особенно у супердолгожителей, которые сохраняют хорошее состояние здоровья при высокой доле этих клеток. Недавнее исследование позволило получить новые данные о функциях CD4 CTL, продемонстрировав их способность уничтожать стареющие фибробласты в коже пожилых людей посредством распознавания вирусных антигенов.
Это позволяет предположить, что CD4 CTL могут участвовать в процессах, противодействующих старению, за счет уничтожения стареющих клеток. В настоящем исследовании ученые изучили CD4 CTL в разных возрастных группах, уделяя особое внимание супердолгожителям как модели здорового старения, и провели комплексный анализ их транскриптома, поверхностных белков и профилей TCR. Результаты показали, что с возрастом количество CD4 CTL увеличивается и эти клетки проявляют пластичность в продукции цитокинов. Полученные данные позволяют предположить, что CD4 CTL могут способствовать подавлению опухолевого роста и долголетию благодаря адаптивным ответам на персистирующие антигены, подчеркивая их роль в устойчивости иммунной системы и здоровом старении.
Результаты исследования
Выявление CD4 CTL во всех возрастных группах
Изображение №1
Ученые получили три типа одноклеточных профилей (транскриптомные профили, профили поверхностных белков и последовательности TCR) для T-клеток крови восьми доноров в возрасте 70–99 лет (группа A), 10 долгожителей в возрасте 100 лет и старше (группа B) и 10 супердолгожителей (группа C) (1A). После демультиплексирования образцов с использованием хэштег-меток были исключены клетки низкого качества. Дополнительная проверка качества подтвердила согласованность данных между образцами, включая сопоставимое число выявленных генов и UMI (от unique molecular identifier, т. е. уникальный молекулярный идентификатор), а также отсутствие специфичного для отдельных образцов смещения в пространстве UMAP (от Uniform Manifold Approximation and Projection, т. е. метод равномерной аппроксимации и проекции многообразий).
Для основного анализа было отобрано в общей сложности 43584 T-клетки: 14604 из группы A, 14599 из группы B и 14381 из группы C. Клетки были распределены по 13 кластерам, представленным в пространстве UMAP (1B). Основные категории включали CD4 T-клетки (4 кластера), CD8 T-клетки (3 кластера) и γδ T-клетки. Более малочисленные кластеры включали пролиферирующие MKI67+ T-клетки, MAIT-клетки, γδ T-клетки и оставшиеся примеси клеток, не относящихся к T-клеткам. Среди кластеров CD4 ученые идентифицировали CD4 CTL по совместной экспрессии CD4 и цитотоксических генов, таких как GZMB и GZMH, наряду с наивными CD4 T-клетками, CD4 T-хелперами и регуляторными T-клетками (Treg).
Затем ученые сравнили доли этих кластеров CD4 в трех возрастных группах и выявили значимое монотонное увеличение доли CD4 CTL с возрастом (1C). Медианные доли CD4 CTL составляли 4.0%, 9.6% и 17.6% в группах A, B и C соответственно. Примечательно, что увеличение доли CD4 CTL не было специфичным исключительно для супердолгожителей: у одного донора младше 100 лет была выявлена самая высокая доля CD4 CTL. Этот участник (A08) был клинически здоров. Как и у супердолгожителей, у A08 наблюдалась повышенная доля CD4 CTL, сопровождавшаяся относительно низкими долями наивных CD4 T-клеток и CD4 T-хелперов. Эти результаты показывают, что увеличение доли CD4 CTL может наблюдаться и у более молодых людей при отсутствии признаков патологии или проблем с качеством данных.
Чтобы исследовать динамику доли CD4 CTL в широком возрастном диапазоне, ученые собрали и объединили общедоступные одноклеточные наборы данных, включавшие более 5 миллионов клеток из 1512 образцов и охватывавшие возраст от рождения до более чем 110 лет. Первоначальные попытки классификации с использованием существующих инструментов, таких как CellTypist, приводили к ошибочному отнесению CD4 CTL к CD8 T-клеткам. Чтобы решить эту проблему аннотирования, ученые разработали многозадачную модель вариационного автоэнкодера (VAE от variational autoencoder), обученную на основном наборе данных исследования. Точность прогнозирования модели была подтверждена на независимом наборе данных (GSE164378), а значение F1-меры составило около 0.8. Применение валидированной модели VAE к объединенным общедоступным данным показало, что у более молодых людей доля CD4 CTL остается низкой, тогда как в глубокой старости заметно увеличиваются как медианная доля этих клеток, так и ее вариабельность (1D).
Выявление промежуточного состояния при переходе от T-хелперов к цитотоксическим T-клеткам
Изображение №2
Ученые исследовали процесс трансдифференцировки CD4 T-хелперов в CTL с использованием меченных штрихкодами антител TotalSeq-C к 16 различным поверхностным маркерам клеток, что позволило анализировать поверхностные белки в данных одноклеточного секвенирования РНК. Было установлено, что CD4 CTL характеризуются утратой костимулирующих молекул CD27 и CD28, что отличает их от трех других кластеров CD4 (2A). Часть этих CD4 CTL демонстрировала умеренный уровень экспрессии CD8 (справа внизу на 2A). Этот сигнал был заметно слабее выраженной экспрессии CD8 в канонических CD8 T-клетках. Кроме того, в соответствии с предыдущими данными о том, что CD4 CTL имеют высокодифференцированный фенотип CD27−CD28−CD45RO+CD45RA−CCR7−, исследованные CD4 CTL характеризовались профилем CD95mid, CCR7−, CD45RA−, CD45RO+ и PD-1−, что указывает на их высокую степень дифференцировки при отсутствии признаков истощения. Этот фенотип также подтверждался транскрипционным анализом, выявившим экспрессию характерных для CTL поверхностных маркеров, хемокинов и транскрипционных факторов при низком уровне генов, связанных с истощением, таких как TIGIT, CTLA4 и LAG3.
Ученые выявили популяцию CD27−CD28+, выделенную кружками на 2A, которая, вероятно, представляет собой промежуточное состояние при переходе от CD4 T-хелперов к CTL. Эта популяция составляла 10.5% CD4 T-клеток, тогда как доля CD27+CD28− клеток не превышала 0,3% (рис. 2B, слева). Крайне низкая доля CD27+CD28− клеток указывает на последовательный характер этого перехода: сначала утрачивается CD27, а затем CD28. Действительно, в пространстве UMAP клетки CD27−CD28+ располагались на границе между кластерами T-хелперов и CTL, образуя переходную область между этими двумя типами клеток (справа на 2B).
Ученые проанализировали транскриптом популяции CD27−CD28+, первоначально идентифицированной по экспрессии поверхностных белков. В соответствии с белковыми профилями экспрессия РНК CD27 в этой популяции была снижена, тогда как уровень РНК CD28 оставался сопоставимым с уровнем в T-хелперах (2C). Примечательно, что уровни экспрессии цитотоксических генов, включая гены гранзимов и перфорина, занимали промежуточное положение между кластерами T-хелперов и CTL (2C). Аналогичная картина наблюдалась для связанных с CTL транскрипционных факторов, таких как TBX21 и EOMES, что дополнительно подтверждает переходный характер клеток CD27−CD28+.
Для подтверждения существования этих популяций ученые провели проточную цитометрию и массовое секвенирование РНК отсортированных клеток. Проточная цитометрия подтвердила наличие как CD27−CD28−, так и CD27−CD28+ популяций среди CD3+CD4+ T-клеток (2D). Кроме того, массовое секвенирование РНК отсортированных субпопуляций одного донора показало, что CD27−CD28− T-клетки экспрессировали цитотоксические гены и связанные с ними транскрипционные факторы на более высоком уровне, чем CD45RO+CD28+ T-клетки (2E).
Неканонические особенности TCR в CD4 CTL: клональная экспансия, экспрессия двух TCR и активация генов TCRγ
Изображение №3
После характеристики дифференцировки CD4 CTL ученые дополнительно исследовали их репертуар TCR, чтобы определить особенности клональной структуры и состава рецепторов. Клональная экспансия CD4 CTL наблюдалась во всех образцах, включая образцы людей, не достигших 100 лет, на что указывали высокие значения индекса Симпсона и низкое разнообразие по Шеннону. Примечательно, что на крупнейший клон в среднем приходилось 33.3% CD4 CTL (3A). Например, в образце долгожителя B04 крупнейший клон включал 126 из 234 CD4 CTL, составляя 53.8% этой популяции. Эти данные показывают, что клональная экспансия, приводящая к формированию нескольких доминирующих клонов, является одним из факторов увеличения доли CD4 CTL. Однако поскольку сопоставимая клональная экспансия наблюдалась во всех возрастных группах, сама по себе она не объясняет более высокую долю CD4 CTL у супердолгожителей. Это указывает на влияние дополнительных факторов, например продолжительности антигенной стимуляции, на степень клональной экспансии.
Ученые сравнили последовательности CDR3α и CDR3β крупнейших клонов у 28 участников. У каждого участника последовательности были уникальными, и общих для разных людей TCR выявлено не было (3B). Интересно, что в пяти из 28 крупнейших клонов наблюдалась экспрессия двух TCR: в одной T-клетке экспрессировались либо две различные α-цепи, либо две различные β-цепи (3B). Чтобы подтвердить наличие двух TCR, определенных с помощью Cell Ranger, ученые повторно картировали исходные риды секвенирования на контиги. Анализ подтвердил, что в большинстве клеток риды полностью покрывали всю область CDR3 и точно соответствовали ее последовательности. Например, крупнейшие клоны в образцах супердолгожителей C04 и C10 включали 94 и 21 клетку соответственно. Каждый из этих клонов содержал две различные β-цепи, наличие обеих подтверждалось ридами более чем в 95% клеток (3C). Таким же образом было подтверждено наличие двух α-цепей в образцах A03, A04 и B02. Важно, что экспрессия двух TCR встречалась не только в CD4 CTL: T-клетки с двумя α-цепями и двумя β-цепями составляли соответственно 7.6% и 2.0% всех проанализированных T-клеток (3D). Поэтому функциональное значение этого явления для клональной экспансии остается неясным.
Как правило, гены TCRγ и TCRδ не экспрессируются в CD4 T-клетках, поскольку в процессе дифференцировки в αβ T-клетки они подвергаются перестройке либо транскрипционно подавляются. Несмотря на это, ученые выявили экспрессию генов TCRγ в CD4 CTL примерно на уровне, составляющем половину от наблюдаемого в γδ T-клетках, тогда как экспрессия генов TCRδ не выявлялась (3E). Поскольку в популяции CD4 CTL экспрессировалось несколько V-генов TCRγ (3F), ученые дополнительно исследовали, экспрессируют ли клетки отдельных крупнейших клонов одни и те же V-гены TCRγ на одноклеточном уровне. Анализ показал, что некоторые клоны экспрессировали один V-ген TCRγ, тогда как другие одновременно экспрессировали два различных V-гена TCRγ. Например, в крупнейшем клоне образца A03 преобладала экспрессия TRGV9, тогда как в крупнейшем клоне образца C04 совместно экспрессировались TRGV2 и TRGV4 (3G). Таким образом, CD4 CTL характеризуются неканоническим репертуаром TCR, включающим клональную экспансию, экспрессию двух TCR и активацию генов TCRγ, что отличает их от типичных CD4 T-клеток.
Возможная клональная экспансия CD4 CTL в опухолевой микросреде
Чтобы исследовать потенциальные антигенные мишени CD4 CTL, ученые провели поиск в общедоступных базах данных TCR, используя последовательности CDR3 крупнейших клонов, представленных на 3B. В VDJdb, курируемой базе данных, связывающей последовательности CDR3 с известной антигенной специфичностью, ни одна из исследованных последовательностей CDR3α и CDR3β не была обнаружена среди 93976 записей. Это позволяет предположить, что крупнейшие клоны CD4 CTL могут распознавать недостаточно изученные антигены.
Изображение №4
Затем ученые расширили поиск, используя TCRdb2.0, значительно более крупную базу данных, содержащую более 690 миллионов последовательностей CDR3β из 19701 образца здоровых людей и пациентов с различными заболеваниями (4A), хотя она не содержит последовательностей CDR3α и информации об антигенной специфичности. Было выявлено 617 записей с последовательностями CDR3β, полностью совпадавшими с последовательностями крупнейших клонов в исследованных образцах. Для каждой записи были доступны сведения об образце и частота соответствующего клона, отражающая относительную представленность CDR3β в образце. При использовании пороговой клональной частоты 0.1% ученые установили, что в 36 из 617 случаев соответствующие клоны были значительно представлены в своих образцах (4B). Примечательно, что 32 из них происходили из образцов пациентов с онкологическими заболеваниями: 17 из образцов при NSCLC, девять при раке молочной железы и шесть при гепатоцеллюлярной карциноме. Остальные четыре записи относились к двум образцам здоровых людей и двум образцам при других состояниях (4C). Например, последовательность CDR3β CSVEGDRGRSETQYF, соответствовавшая крупнейшему клону в образце A02, была обнаружена в опухолевой ткани, прилежащих тканях и крови пяти разных пациентов с NSCLC. Аналогично, последовательности CDR3β из образцов B07, B10 и C06 встречались у нескольких пациентов с NSCLC, тогда как последовательность из A04 была выявлена у нескольких пациентов с раком молочной железы. При этом ни у одного из долгожителей и супердолгожителей, участвовавших в исследовании, в анамнезе не было NSCLC, рака молочной железы или гепатоцеллюлярной карциномы. Кроме того, ни у одного из них не было аутоиммунных заболеваний или болезни Паркинсона. У одного супердолгожителя ранее был диагностирован рак кожи, а у двух долгожителей отмечалась деменция, однако наличие болезни Альцгеймера подтвердить не удалось. Эти данные позволяют предположить, что наблюдаемая клональная экспансия CD4 CTL может отражать ранние иммунные реакции на субклинические процессы, а не ответ на клинически проявившиеся онкологические заболевания.
Функциональное сходство и клональные различия CD4 CTL и CD8 TEMRA
Чтобы уточнить сходства и различия между CD4 CTL и CD8 T-клетками, ученые проанализировали два кластера CD8, TEM (от T effector memory cells, т. е. эффекторные T-клетки памяти) и TEMRA (от T effector memory cells re-expressing CD45RA, т. е. эффекторные T-клетки памяти с повторной экспрессией CD45RA), выявленные на 1B, исключив небольшой кластер TEMRA, специфичный для одного донора. Как было показано выше, часть CD4 CTL экспрессировала CD8. Однако уровень CD8 в этих клетках оставался умеренным и был заметно ниже, чем в типичных CD8 T-клетках. Важно, что эти CD4 CTL экспрессировали CD8A, но не CD8B, что отличает их от обычных CD8 T-клеток.
Изображение №5
Как показано выше, CD4 CTL представляют собой высокодифференцированное состояние, поэтому ожидается, что они в большей степени сходны с CD8 TEMRA, терминально дифференцированными CD8 T-клетками, чем с TEM. Действительно, CD8 TEMRA характеризовались высокой экспрессией цитотоксических генов и утратой CCR7, CD27 и CD28, то есть фенотипом, в значительной степени сходным с CD4 CTL (5A). В отличие от CD8 TEMRA, CD4 CTL в основном сохраняли экспрессию CD45RO без выраженной повторной экспрессии CD45RA. Еще одно заметное различие касалось траектории их дифференцировки. Для CD4 CTL основной промежуточной популяцией были клетки CD27−CD28+, тогда как CD27+CD28− клетки встречались крайне редко, составляя лишь 0.3%. Напротив, среди CD8 TEM и TEMRA доля CD27+CD28− клеток была значительно выше и составляла 9.3% и 12% соответственно. Это указывает на то, что в CD8 T-клетках утрата CD28 может предшествовать утрате CD27.
Известно, что с возрастом количество CD8 TEMRA увеличивается и эти клетки подвергаются клональной экспансии. В соответствии с этим ученые обнаружили более высокую долю TEMRA в старших возрастных группах. Репертуары TCR этих клеток также демонстрировали признаки клональной экспансии: повышенные значения индекса Симпсона и увеличение доли крупнейшего клона, аналогично CD4 CTL. Важным вопросом было то, увеличиваются ли популяции CD4 CTL и CD8 TEMRA согласованно в ответ на одни и те же антигены. Однако значимой корреляции между степенью их клональной экспансии у разных участников выявлено не было (5B). Эти результаты позволяют предположить, что увеличение двух субпопуляций не обязательно происходит одновременно и, вероятно, обусловлено воздействием разных персистирующих антигенов.
Анализ наиболее представленных клонотипов дополнительно подтвердил это различие. Крупнейшие клонотипы CD4 CTL были уникальны для каждого участника, тогда как среди CD8 TEMRA было выявлено несколько общих клонотипов, встречавшихся у разных доноров (5C). Это указывает на то, что CD8 TEMRA с большей вероятностью формируются в ответ на общие антигены. Поиск в базах данных выявил лишь ограниченное число совпадений: в VDJdb не было обнаружено ни одной полностью совпадающей пары αβ, были найдены лишь несколько совпадений отдельных цепей, а в TCRdb2.0 выявлено 486 совпадений, из которых восемь были связаны с клональной экспансией. Таким образом, хотя среди CD8 TEMRA встречаются общие для разных людей клонотипы, их точные антигенные мишени еще предстоит определить.
Разнообразная продукция цитокинов в пределах одних и тех же клонов CD4 CTL
Изображение №6
Чтобы лучше изучить функции CD4 CTL, ученые провели дополнительный одноклеточный анализ шести образцов, по два из каждой возрастной группы (6A). В каждом образце клетки разделили на две группы: клетки, стимулированные PMA и иономицином, и нестимулированные контрольные клетки. Как и в основном анализе, были получены транскриптомные профили, профили поверхностных белков и последовательности TCR. После фильтрации для анализа отобрали 6400 T-клеток и на основании транскриптомных профилей и профилей поверхностных белков разделили их на восемь различных кластеров. Эти кластеры были объединены в две основные категории: активированные CD69+ и неактивированные (в состоянии покоя) CD69− клетки (6B), соответствовавшие стимулированным и нестимулированным условиям соответственно. Каждая категория включала четыре кластера: наивные CD4 T-клетки, T-хелперы, CTL и CD8 T-клетки (6B).
Ученые подтвердили наличие промежуточных клеток CD27−CD28+ как в активированном состоянии, так и в состоянии покоя, что согласуется с результатами основного анализа. Аналогично, в популяциях CD4 CTL при обоих условиях были выявлены субпопуляции CD8+ (6C). Как и ожидалось при активации T-клеток, уровень экспрессии CD4 в активированных CD4 T-клетках снижался. При сравнении экспрессии цитотоксических генов в активированных и неактивированных кластерах CD4 CTL было установлено, что в активированных клетках экспрессия GZMB и PRF1 повышалась, тогда как экспрессия GZMA и GZMH снижалась (6D). Кроме того, в активированной популяции CD4 CTL была повышена экспрессия провоспалительных цитокинов IFN-γ и TNF-α. В соответствии с этим анализ сигнальных путей с использованием PROGENy показал повышение активности сигнальных путей NF-κB, MAPK и PI3K, дополнительно подтверждая активированное состояние этих клеток. В совокупности результаты показывают, что активированные CD4 CTL обладают цитотоксическим потенциалом, опосредованным GZMB, а также выраженной провоспалительной активностью.
Изображение №7
Чтобы исследовать разнообразие продукции цитокинов среди активированных CD4 CTL, ученые провели субкластерный анализ, используя только гены интерлейкинов (IL от interleukin). В частности, была проанализирована экспрессия всех 43 IL, представленных в базе данных KEGG. Из них 28 IL экспрессировались в кластере активированных CD4 CTL. Ученые выделили восемь субкластеров, каждый из которых характеризовался экспрессией определенных IL (7A). Среди них субтип 2 отличался высокой экспрессией IL-4 и IL-13 (7B), характерных для клеток Th2, что указывает на наличие Th2-подобной популяции. Напротив, для субтипа 3 был характерен повышенный уровень IL-21, цитокина, преимущественно продуцируемого фолликулярными T-хелперами (Tfh), который регулирует ответы B-клеток и усиливает активность цитотоксических T-клеток. Субтип 7 характеризовался более высокой экспрессией IL-10, цитокина, связанного с подавлением иммунного ответа, тогда как субтип 8 отличался экспрессией IL-31, участвующего в воспалительных реакциях, особенно в коже.
Несмотря на различия в экспрессии отдельных IL, во всех субкластерах наблюдались высокие уровни IFN-γ и TNF-α, что указывает на общий цитотоксический потенциал CD4 CTL. Затем ученые исследовали, были ли наиболее многочисленные клоны ограничены определенными субкластерами или распределялись между несколькими из них. Для этого сначала определили крупнейшие клоны среди активированных CD4 CTL. Как и в основном анализе, были выявлены значительно увеличенные клоны, причем крупнейший из них включал 68 из 497 клеток. Четыре из пяти крупнейших клонов также были наиболее многочисленными в основном анализе, что свидетельствует о стабильном преобладании одних и тех же клонов у соответствующих доноров (3B). Как показано на 7C, пять крупнейших клонов распределялись по нескольким субкластерам, а не ограничивались одним из них. Например, клетки клона Rank 1 присутствовали во всех субкластерах, при этом относительно высокая их доля (35%) наблюдалась в субкластере 2, тогда как клетки Rank 4 и Rank 5 в этом субкластере отсутствовали. Эти результаты показывают, что после активации клетки одного и того же клона с одинаковым TCR могут приобретать разные профили продукции цитокинов.
Для более детального ознакомления с нюансами исследования рекомендую заглянуть в доклад ученых и дополнительные материалы к нему.
Эпилог
В рассмотренном нами сегодня труде ученые обнаружили, что у супердолгожителей, то есть людей в возрасте 110 лет и старше, значительно повышена доля особых иммунных клеток — цитотоксических T-лимфоцитов CD4 (CD4 CTL). Ранее было показано, что эти клетки способны уничтожать опухолевые клетки при некоторых видах рака. Во время инфекции они также могут быстро увеличиваться в количестве за счет клональной экспансии, усиливая иммунный ответ.
По словам ученых, старение иммунной системы нельзя рассматривать исключительно как постепенное ослабление ее функций. Избирательное увеличение определенных популяций T-клеток указывает на то, что даже в глубокой старости иммунная система способна продолжать адаптироваться к возрастным изменениям.
CD4 CTL оказались одной из характерных клеточных особенностей супердолгожителей. В данном исследовании ученые получили данные о том, что эти редкие клетки не только становятся более многочисленными в глубокой старости, но и продолжают активно размножаться и изменять свои функциональные свойства. Ученые проанализировали образцы крови 28 человек, разделенных на три возрастные группы: 70–99 лет, 100–109 лет и 110 лет и старше. Медианная доля CD4 CTL последовательно увеличивалась с возрастом: с 4% в младшей группе до 9.6% у людей в возрасте 100–109 лет и 17.6% у супердолгожителей. Полученные данные показывают, что заметное увеличение доли этих клеток может начинаться примерно после 100 лет. Однако такая особенность встречалась не только у долгожителей и супердолгожителей: у одного участника младше 100 лет была выявлена самая высокая доля CD4 CTL среди всех обследованных.
Чтобы выяснить, почему количество CD4 CTL увеличивается, ученые исследовали T-клеточные рецепторы и обнаружили важную роль клональной экспансии. При встрече с определенным антигеном CD4 CTL могут многократно делиться, формируя крупный клон клеток с одинаковым T-клеточным рецептором. В среднем крупнейший клон составлял 33.3% всех CD4 CTL. Такая высокая доля указывает на длительную или повторяющуюся стимуляцию иммунной системы определенными антигенами. Особенно выраженной эта особенность была у одного долгожителя, у которого единственный клон составлял 53.8% всех CD4 CTL.
Затем ученые сравнили последовательности T-клеточных рецепторов наиболее крупных клонов с данными из общедоступной базы. Около трех десятков совпадений были обнаружены в образцах пациентов с онкологическими заболеваниями, включая рак легкого, молочной железы и печени. При этом ни у одного из долгожителей и супердолгожителей, участвовавших в исследовании, эти виды рака диагностированы не были. Поэтому ученые предположили, что увеличение определенных клонов CD4 CTL может отражать ранний иммунный ответ на аномальные клетки или потенциально связанные с опухолевым процессом антигены. Точные мишени этих клеток пока остаются неизвестными.
Полученные результаты пока не доказывают, что высокая доля CD4 CTL непосредственно защищает от рака или способствует увеличению продолжительности жизни. В исследовании анализировались только T-клетки, циркулирующие в крови, поэтому функции этих клеток непосредственно в тканях организма еще предстоит изучить. С возрастом в организме накапливается все больше аномальных клеток, включая стареющие и потенциально опухолевые клетки. По мнению ученых, способность иммунной системы продолжать распознавать такие изменения и адаптироваться к ним даже в глубокой старости может быть одним из факторов, способствующих исключительному долголетию.
Немного рекламы
Спасибо, что остаетесь с нами. Вам нравятся наши статьи? Хотите видеть больше интересных материалов? Поддержите нас, оформив заказ или порекомендовав знакомым, облачные VPS для разработчиков от $4.99, уникальный аналог entry-level серверов, который был придуман нами для Вас: Вся правда о VPS (KVM) E5-2697 v3 (6 Cores) 10GB DDR4 480GB SSD 1Gbps от $19 или как правильно делить сервер? (доступны варианты с RAID1 и RAID10, до 24 ядер и до 40GB DDR4).
Dell R730xd в 2 раза дешевле в дата-центре Maincubes Tier IV в Амстердаме? Только у нас 2 х Intel TetraDeca-Core Xeon 2x E5-2697v3 2.6GHz 14C 64GB DDR4 4x960GB SSD 1Gbps 100 ТВ от $199 в Нидерландах! Dell R420 - 2x E5-2430 2.2Ghz 6C 128GB DDR3 2x960GB SSD 1Gbps 100TB - от $99! Читайте о том Как построить инфраструктуру корп. класса c применением серверов Dell R730xd Е5-2650 v4 стоимостью 9000 евро за копейки?
