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惊喜!科学研究发现:NK细胞可消除癌细胞、清除衰老细胞,亦有护肤功效!

古古古 细胞王国 2024-01-10

前言 /               



生老病死是自然规律,不过医学的进步正在不断帮助我们理解背后的机制,不断探索对抗衰老的方法。


衰老是一个涉及氧化应激、炎症、自噬、线粒体损伤、端粒酶损伤等的多因素过程。随着年龄的增长,衰老细胞的持续积累会产生不良后果。


这些非增殖细胞占据关键的细胞生态位,并分泌促炎细胞因子,从而导致衰老相关的疾病和虚弱状态。因此,有理论认为人类衰老是衰老细胞积累的结果。






免疫系统在衰老中起着关键作用,自然杀伤(NK)细胞是主要的固有淋巴细胞亚群,在各种生物学反应过程中扮演着重要角色,包括监测和消除衰老细胞。NK细胞真的可以用来进行抗衰治疗吗?

来自美国The BioBox公司和Restem公司的科学家在《Biochemistry and Biophysics Reports》发表了题为“Autologous NK cells propagated and activated ex vivo decrease senescence markers in human PBMCs”的文章,使用5例受试者的自体增殖和活化的NK(aNK)细胞来证明其对抗衰老的作用。

研究论文


他们基于标记物p16和β-半乳糖苷酶,发现aNK细胞可以减少体外衰老细胞,减少人类免疫的衰老。此外,炎性细胞因子panel数据表明,消除免疫衰老,可以减少衰老相关的炎症反应的作用。


具体而言,他们使用来自单个供体的细胞,通过流式细胞术研究了NK细胞的表型特征。PBMC(外周血单个核细胞)有平均值为11.2%的CD3(-)CD56(+)NK细胞(范围5.9–13.6)。培养15天后(范围14–19),指数期高峰收获的aNK细胞平均值为91.0% CD3(-)CD56(+)(范围83.4–96.0)。


PBMC和aNK细胞的CD3与CD56流式细胞术

(来源:Chelyapov, N., et al. 2022)


这种扩增和刺激NK细胞的方法是有效的吗?为了确认清楚这点,他们用乳酸脱氢酶(LDH)释放试验在体外测试了PBMC和aNK细胞对K562细胞(一种恶性白血病细胞系)的细胞毒性。


结果发现,在体外,aNK细胞对K526细胞具有较高的细胞毒活性,且呈剂量依赖性。


随后,他们使用衰老皮肤成纤维细胞,通过中性红摄取和释放试验评估了NK细胞的细胞毒性作用。


不出所料,在K562细胞中观察到aNK细胞对衰老皮肤成纤维细胞的细胞毒性水平高于天然NK细胞



PBMC和aNK细胞对K562细胞的细胞毒性作用

(来源:Chelyapov, N., et al. 2022)


为了证明aNK细胞的抗衰作用,他们向Cohort 1(3位受试者)输注了1次aNK细胞,向Cohort 2(2位受试者)输注了2次aNK细胞,并在多个时间点分析了血液中的衰老标志物(p16和β-半乳糖苷酶)。


在Cohort 1中他们发现,受试者年龄越大,在输注aNK细胞之前p16和β-半乳糖苷酶的水平越高,在输注aNK细胞后,p16和β-半乳糖苷酶均有较大减少。数据表明,aNK细胞可能会减少PBMC中的衰老标志物表达。


在Cohort 2中,结果数据证明了再次输注aNK细胞或可更持久地减少免疫衰老。


aNK细胞单次输注和两次输注对衰老标志物p16的影响

(来源:Chelyapov, N., et al. 2022)


这项研究从衰老标志物的角度,验证了一次及两次输注aNK细胞的安全性,以及它减少免疫衰老的效果和持久性。这开拓了一种新的治疗方法,可以减少炎症和免疫衰老等有害特征。


除了内在的对免疫系统的作用,NK细胞是否可以改善外在的衰老,例如皮肤皱纹呢?


来自韩国Immunis Bio公司和国际圣玛丽医院的科学家在《Journal of Cosmetics, Dermatological Sciences and Applications》发表了题为“Potential of Natural Killer Cell Enriched Conditioned Media for Skin Care and Anti-Aging”的文章,研究了富含NK的淋巴细胞(NKEL)条件培养基(CM)的皮肤护理作用。


论文首页截图


首先,他们将健康献血者的PBMC与经处理的NK溶液在KBM502中培养14天,并对培养细胞表型进行分析。通过细胞因子阵列证实MIP-1α/β、CCL5(RANTES)、GM-CSF、IFN-γ、IL-5、IL-8、IL-13和MIF显著增加。




NKEL CM的细胞因子阵列(来源:Kim, DS, et al. 2021)



随后,他们进行了MTT分析(一种检测细胞存活和生长的方法),探究了NKEL CM对HaCaT细胞(永生化角质形成细胞)活力的影响。结果表明,NKEL CM在角质形成细胞中没有显著的细胞毒性。


NKEL CM对HaCaT角质形成细胞增殖的影响

(来源:Kim, DS, et al. 2021)


下一步就是研究NKEL CM对细胞运动和迁移的影响了,因为细胞迁移是伤口愈合的一个重要过程。其中,上皮细胞-间充质细胞转换(EMT)主要发生在角质形成细胞中。


E-钙粘蛋白是一种作为EMT标志物的细胞粘附连接蛋白,他们发现用NKEL CM处理的角质形成细胞的E-钙粘蛋白浓度依赖性降低,这意味着NKEL CM通过影响E-钙粘素的表达来实现细胞的运动和迁移



NKEL CM对HaCaT角质形成细胞E-钙粘蛋白表达下调的影响

(来源:Kim, DS, et al. 2021)


除了标志物变化的证据外,不妨再看看NKEL CM对细胞迁移的实际作用。他们使用划痕细胞迁移实验,来检测NKEL CM对HaCaT角质形成细胞的迁移作用。根据结果,他们发现随着NKEL CM浓度的升高,细胞迁移增加。



NKEL CM对HaCaT角质形成细胞迁移的影响

(来源:Kim, DS, et al. 2021)


接下来,他们深入研究了KLK受到的影响。KLK是一种激肽释放酶,与死皮细胞的脱落密切相关。结果表明,NKEL CM处理组中KLK表达的增加促进了细胞迁移,并导致细胞粘附的细胞连接蛋白如E-钙粘蛋白的减少。



NKEL CM对HaCaT角质形成细胞KLK5和KLK7表达的影响

(来源:Kim, DS, et al. 2021)


MMP蛋白酶是重要的胶原蛋白降解酶,它已被证实可以深入参与组织修复,参与皱纹的产生,与皮肤老化存在密切关系。因此,他们测量了用NKEL CM处理的HaCaT角质形成细胞中的MMP-1和MMP-2表达水平。


果不其然,NKEL CM降低了培养基和细胞裂解物中MMP-1和MMP2的表达,可以说,NKEL CM通过抗皱纹作用,在皮肤美容的意义上抑制了皮肤衰老。



NKEL CM对HaCaT角质形成细胞MMP-1、MMP-2表达和分泌的影响

(来源:Kim, DS, et al. 2021)


简言之,NKEL CM的各种细胞因子可以通过增加KLK和减少MMP-1和MMP-2来抑制皱纹的形成,并且通过EMT改善伤口愈合。


综合来看,NKEL CM可作为一种药妆复合物,起到皮肤再生和抗衰老的作用。


综上所述,NK细胞是免疫系统的重要成员,除了在抗癌方面有着其独特的优势,在对抗衰老细胞方面也有着巨大的潜力。期待未来有更多的临床试验考量其疗法和疗效,让NK细胞成为真正的“抗衰战士“!


参考文献:

1. Chelyapov, Nickolas, Toai T. Nguyen, and Rafael Gonzalez. "Autologous NK cells propagated and activated ex vivo decrease senescence markers in human PBMCs." Biochemistry and Biophysics Reports 32 (2022): 101380.

2. Kim, Dong Soo, et al. "Potential of Natural Killer Cell Enriched Conditioned Media for Skin Care and Anti-Aging." Journal of Cosmetics, Dermatological Sciences and Applications 11.2 (2021): 123-139.


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作者:古古古

审校:南风 

声明:本文仅作为科普,拒不接受商业用途的转载申请,亦不构成任何建议。




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