IL-11最初是在基質細胞系( stromal cell line)的上清液中發現的,它可以刺激漿細胞瘤細胞的IL-6依賴性增殖。它隨後被證明是由多種不同的細胞類別產生的,並且具有廣泛的活性。這些包括刺激血小板生成和紅細胞生成的能力,促進巨核細胞的產生、分化和成熟,並與其他造血生長因子協同作用。IL-11也被證明具有免疫調節功能,如調節巨噬細胞的分化和功能,誘導CD4+T細胞的Tp和/或Tp7極化(polarization ),刺激B細胞IgG的產生,保護內皮細胞免受炎癥相關損傷。此外,它還能調節神經發生,促進破骨細胞發育,抑制脂肪生成,調節上皮細胞增殖和雕亡。
身體出現哪些變化說明一個人變老了?你或許會想到 代謝變慢、脂肪堆積 ,或是 肌肉力量減弱、身體虛弱 。
而最近,科學家發現, 透過消除炎癥,可以一舉逆轉老年動物身上的這些衰老跡象,還能大幅延長壽命 !根據國際權威學術期刊【自然】剛剛上線的一項研究, 只要抑制一種關鍵的促炎細胞因子——IL11(白細胞介素-11),就能改善老年小鼠的代謝和肌肉功能,還能降低癌癥的發生率,延長小鼠壽命——振幅將近25% 。
和近年來衰老研究的很多科學家一樣,來自杜克-新加坡國立大學醫學院的研究團隊也註意到慢性炎癥在衰老過程中的重要作用。 慢性炎癥,是在沒有明顯感染的情況下持續存在的低度炎癥 ,是包括阿爾茨海默病、癌癥在內的很多衰老相關疾病的驅動因素。因此,研究團隊從抑制炎癥的角度尋找延緩衰老、延長壽命的新策略。
研究人員註意到, 炎癥的典型表現是促炎細胞因子水平升高。經典的促炎因子有IL-6、腫瘤壞死因子(TNF)-α等。 先前的研究發現,這些促炎因子往往在老年人的血液中水平升高,並且與虛弱、體能差、肌肉力量喪失、認知能力下降、心血管事件等有關。
圖片來源:123RF
在這項研究中,Stuart Cook教授領銜的團隊聚焦於 IL-6家族的成員IL-11 ,這是一種介導炎癥的訊號傳導蛋白。研究作者在小鼠中觀察到,隨著年齡增加,肝臟、肌肉、脂肪組織等不同類別的器官組織中IL-11蛋白水平不斷增加。反過來,隨著IL-11水平上升,這種細胞因子又會啟用與衰老相關的ERK-AMPK-mTORC1訊號傳導通路,在細胞、組織和機體多個層面調節衰老病理。
既然促炎因子IL11在衰老過程中這麽有「存在感」,那麽「反其道而行之」,抑制IL11是不是有可能逆轉衰老呢?
為了檢驗這種可能性,研究人員首先測試了基因剔除的後果。他們在小鼠的細胞內去除了與IL11表達相關的基因,發現 基因剔除小鼠比普通的小鼠更「扛老」 ,可以避免年老小鼠常見的代謝衰退、多種疾病和身體虛弱。而且,無論雌雄,小鼠的壽命都有所延長。
▲敲除IL-11相關基因的雌性小鼠可以避免衰老帶來的代謝減慢、脂肪堆積(圖片來源:參考資料[1])
這些實驗初步表明,幹擾IL11活性有助於減少年齡相關性疾病並延長壽命。為進一步促進可能的臨床轉化套用,研究作者接下來測試了 一種潛在的抗衰老療法:開發抗體抑制IL-11 。
研究人員給年齡相當於人類55歲的老年小鼠使用了抗IL-11抗體。幾周以後就觀察到這些小鼠的代謝和肌肉功能得到明顯改善。例如, 脂肪組織從產生白色脂肪轉變為更多產生有益的棕色脂肪 ,這種變化有益於控制血糖、減少炎癥。研究人員額外考察了小鼠的細胞特征,發現抗IL-11療法 降低了端粒縮短的速度 ,維持了線粒體產生能量的能力,這些特征都表明動物老得更慢了。
▲老年動物每三周接受一次抗IL-11抗體治療,代謝和肌肉功能的多項指標顯示改善(圖片來源:參考資料[1])
最令人驚喜的是,隨著整體健康狀態得到改善,相比對照組,接受抗IL-11療法的小鼠有更長的壽命。 經過連續25周的治療,雄性小鼠中位壽命延長22.5%,雌性延長25% 。此外,初步數據還顯示,抑制IL-11還降低了老年動物常見的一類疾病——癌癥的發生率。
綜合這些結果來看,抗IL-11療法能夠改善衰老動物的健康,並延長它們的壽命。所以,研究團隊在論文中提議接下來繼續考察 抗IL-11療法是否也適用於人類抗衰老 。值得一提的是,已經有早期臨床試驗在測試抗IL-11療法對纖維化肺病患者的效果,後續研究結果令人期待。
參考資料:
[1] Anissa A. Widjaja et al., Inhibition of IL-11 signalling extends mammalian healthspan and lifespan. Natrue (2024) DOI: 10.1038/s41586-024-07701-9
[2] Duke-NUS finding advances quest to slow ageing. Retrieved July 18, 2024 from https://www.eurekalert.org/news-releases/1051507