衰老,会损害造血和免疫功能,导致老年人易患感染性疾病或肿瘤。
如果能逆转衰老造血干细胞的表型,让其恢复到“年轻态”,就有望增强其造血能力,提高机体的免疫力,预防疾病的发生。
近日,由Nicola Vannini领衔的洛桑大学和洛桑联邦理工学院研究人员组成的研究团队,在著名期刊《自然·衰老》上,发表了一项重要研究成果[1]。
他们发现,通过食物补充尿石素A,可逆转衰老造血干细胞衰老表型,恢复衰老造血干细胞的造血功能,进而提升衰老小鼠对抗病毒感染的免疫力。
需要指出的是,石榴、坚果和一些浆果中所含的鞣花酸和鞣花单宁等,在被肠道微生物代谢后会产生尿石素A。
已经有研究发现,衰老损害造血干细胞的功能与线粒体有关。也有研究发现,只要能改善造血干细胞线粒体的功能,就可以恢复造血干细胞的功能。
巧的是,在过去的几年来,洛桑联邦理工学院的研究人员在大量的研究中发现,尿石素A可以通过改善线粒体功能,延长模式动物的寿命或提升模式动物的肌肉功能[2-4]。
这促使Vannini团队想知道,尿石素A是否可以通过逆转造血干细胞的衰老表型,让衰老造血干细胞年轻化,进而提升免疫系统的能力。
他们首先从衰老小鼠(18月龄以上)体内提取衰老的造血干细胞,用浓度为20μM的尿石素A处理3天,然后移植给清髓的受体小鼠。从研究结果来看,尿石素A的处理可以将衰老造血干细胞的造血功能恢复到8-12周龄年轻小鼠的水平。
此外,对初级和次级淋巴组织的研究,以及长达20周的跟踪分析,也进一步证实短暂的尿石素A暴露就可以让衰老造血干细胞重新获得持久的造血功能。
虽然上面的体外实验结果初步证实了尿石素A的效果,但是体外处理临床应用的难度非常大。因此,Vannini团队又开展了口服补充尿石素A的研究。
他们给衰老的小鼠准备了一种富含尿石素A的食物,保证小鼠每天的摄入量控制在50㎎/㎏的水平,在这个水平下持续喂养4个月,每个月都检测尿石素A组和对照组小鼠的血细胞组成。
检测结果显示,富含尿石素A的食物逆转了造血系统的衰老相关特征。随后的移植实验结果显示,通过膳食补充尿石素A可增强造血干细胞和祖细胞的功能,并恢复衰老小鼠的普通淋巴祖细胞数量。尤其值得一提的是,补充尿石素A后,衰老造血干细胞的造血重建能力,与年轻小鼠相当,并恢复了淋巴细胞的生成。
那么造血的恢复是不是可以提升衰老小鼠的免疫力呢?
病毒感染实验结果显示,补充尿石素A的小鼠体内衰老CD8阳性T细胞增殖和效应能力增强,此类小鼠控制病毒的能力也更强。而且,尿石素A驱动的衰老小鼠免疫功能改善,是由于其直接调节了造血干细胞和T细胞的功能。
在研究的最后,Vannini团队从机制上探索了尿石素A恢复造血、提高免疫的机制,是否与线粒体有关。
从实验结果来看,尿石素A确实促进了线粒体的自噬和再生。简单来说,尿石素A推动了衰老造血干细胞中线粒体的循环,通过清除老旧、再生新的保证了线粒体的功能,进而提升了造血干细胞的活力,让其恢复到“年轻态”。
总的来说,Vannini团队的研究表明,补充尿石素A通过提升线粒体的健康,恢复衰老造血干细胞的活力,进而改善免疫力。
Vannini认为,他们这一发现至少有两个现实意义。
第一,补充尿石素A可能会对老年人产生重大影响,因为它能强化老年人的造血系统和免疫系统,从而降低造血功能衰竭的风险,增强免疫监视,并改善他们对疫苗接种的反应。
第二,正在接受化疗的患者有可能也能从补充尿石素A中获益,因为化疗会诱发患者的免疫出现衰老特征,进而导致他们对病原物的易感性增加,对疫苗接种的反应降低。
期待后续的研究中,洛桑大学和洛桑联邦理工学院研究人员能进一步探索尿石素A在临床中的应用。
最后一个问题:吃石榴能达到这个研究的效果吗?
答案可能是否定的。
首先研究中使用的尿石素A剂量较高(50㎎/㎏),靠吃石榴肯定达不到。
其次,石榴中虽然含有尿石素A的前体(鞣花酸和鞣花单宁),但是还有人体内肠菌这个大变量,因为鞣花酸等不仅可以被肠菌代谢成尿石素A,还可以代谢成尿石素B、尿石素C、尿石素D和异尿石素A[5],后面这几个可能不仅没啥好处,反而会增加心血管疾病的风险[6]。
所以看到最后你会发现,所有的所有,只要跟食物有关的益处和坏处,都离不开肠道微生物。
想通过饮食干点儿啥,可能得事先问问你的肠菌答不答应。
参考文献:
[1].Girotra M, Chiang YH, Charmoy M, et al. Induction of mitochondrial recycling reverts age-associated decline of the hematopoietic and immune systems. Nat Aging. 2023;3(9):1057-1066. doi:10.1038/s43587-023-00473-3
[2].Ryu D, Mouchiroud L, Andreux PA, et al. Urolithin A induces mitophagy and prolongs lifespan in C. elegans and increases muscle function in rodents. Nat Med. 2016;22(8):879-888. doi:10.1038/nm.4132
[3].Andreux PA, Blanco-Bose W, Ryu D, et al. The mitophagy activator urolithin A is safe and induces a molecular signature of improved mitochondrial and cellular health in humans. Nat Metab. 2019;1(6):595-603. doi:10.1038/s42255-019-0073-4
[4].Luan P, D’Amico D, Andreux PA, et al. Urolithin A improves muscle function by inducing mitophagy in muscular dystrophy. Sci Transl Med. 2021;13(588):eabb0319. doi:10.1126/scitranslmed.abb0319
[5].Tomás-Barberán FA, González-Sarrías A, García-Villalba R, et al. Urolithins, the rescue of “old” metabolites to understand a “new” concept: Metabotypes as a nexus among phenolic metabolism, microbiota dysbiosis, and host health status. Mol Nutr Food Res. 2017;61(1). doi:10.1002/mnfr.201500901
[6].Selma MV, González-Sarrías A, Salas-Salvadó J, et al. The gut microbiota metabolism of pomegranate or walnut ellagitannins yields two urolithin-metabotypes that correlate with cardiometabolic risk biomarkers: Comparison between normoweight, overweight-obesity and metabolic syndrome. Clin Nutr. 2018;37(3):897-905. doi:10.1016/j.clnu.2017.03.012
责任编辑:李智
来源:希望之声