《自然·衰老》:压力加速身体老化!科学家发现长期压力会促进p16阳性衰老细胞积累,神经元是主要受害者之一丨科学大发现

学术   2024-11-24 17:57   北京  

*仅供医学专业人士阅读参考


备婚、装修、协调家庭关系,今年从四月到十一假期结束前,所有事情都赶在一起,简直令人备受煎熬、压力山大。糟心事不断、争执没够、催促不停,撑着人坚持下去的就是一句“事情过去一切都会恢复原样的”。


可是等结束后,一照镜子,已经多出了好几根碍眼的白头发,拔下来后根据白发的程度回推哪个时间段发生了什么……


压力催人老,这句话不假啊!


美国明尼苏达大学的Alessandro Bartolomucci等人发现,长期社会压力会导致小鼠大脑堆积衰老细胞并诱导DNA损伤,其中受罪最为主要的细胞类型当属神经元,在这个过程中衰老调控因子p16Ink4α是不可或缺的一环。


清除p16Ink4α阳性细胞能够逆转细胞衰老现象,但是衰老的痕迹却无法因此抹除,长期社会压力引起的代谢问题、体力虚弱、毛发变色等衰老现象依旧存在


论文于近日发表在《自然·衰老》杂志上[1]。


论文首页截图


随着社会压力对健康影响的研究逐渐深入,人们发现,长期生活压力会显著缩短寿命,增加与衰老相关疾病的风险,例如阿尔茨海默病、糖尿病和心血管疾病。然而,压力是如何影响生物学衰老过程的,目前还未完全明确。


在这项研究中,Alessandro Bartolomucci及其同事将实验小鼠与攻击性强的小鼠(均是3个月左右的成年雄鼠)共处但通过隔板隔开,持续数周,以模拟人类社会中的长期社会压力,这便是慢性社会压力(CSS)小鼠模型。


细胞衰老是衰老的一个重要标,指的是细胞停止增殖并释放一系列促炎症因子,改变局部微环境。研究者们通过测量外周血单个核细胞(PMBC)中细胞衰老标志物p16Ink4α的表达变化,追踪压力诱导的衰老细胞积累情况。结果显示,慢性社会压力引起p16Ink4α的持续性升高,这一变化在压力开始的4周后首次显现,且持续至实验结束


CSS诱导PBMC的衰老细胞标记物水平上升


如果在这种压力之下长期生活1年多,也就是小鼠长到20个月大时,其外周血单个核细胞中的p16Ink4α表达水平比同龄没忍受过压力的小鼠高出7倍,在26个月大时更是高出12倍。


与此同时,研究者们还构建了慢性束缚压力(CRS)小鼠模型。这些小鼠每天被限制在圆锥管内约3小时,持续4周,没有涉及社会互动,主要模拟的是人类非社会性心理压力,如身体限制引起的压力经历慢性束缚压力的小鼠神经内分泌反应增强,表现出类似焦虑和抑郁的行为,但是p16Ink4α的表达未受影响(回想起隔离在家的日子憋疯了不少人)


这些表明,慢性社会压力导致的p16Ink4α表达升高会随着时间加剧,衰老细胞越攒越多,且仅在经受社会压力而不是束缚压力的小鼠中显著表现。


除了外周血,研究者们还对多种组织进行检测,验证细胞衰老的积累是否同样发生在其他器官中。结果显示,经受慢性社会压力的小鼠皮下白色脂肪组织中SA β-gal染色显著增强,这是在衰老细胞中高表达的另一种常用衰老标志物,而肝脏、肾脏未见明显变化


那么关键的脑子呢?


研究者们观察到,慢性社会压力导致的p16Ink4a阳性细胞积累主要集中在大脑体感皮层、额叶皮层和海马区域。暴露于慢性社会压力后,这些大脑区域的p16Ink4αp21Cip1等衰老标志物以及衰老相关分泌表型(SASP)的表达水平显著升高,不过,结合遗传学手段特异性清除p16Ink4α阳性细胞的话就可以逆转


CSS导致大脑里大量积累衰老细胞


从这里可以得出,慢性社会压力要想诱导细胞衰老,依赖于细胞表达更高水平的p16Ink4α


接下来,神经元,被“确诊”为对慢性社会压力诱导的衰老反应最为敏感的脑细胞类型。


没错,研究者们发现,大脑里面的p16Ink4α阳性细胞主要就是神经元,而星形胶质细胞、少突胶质前体细胞和小胶质细胞占比相对较少


压力之下,神经元是受苦受难的主要脑细胞


细胞衰老标志物的水平提高是一方面,暴露于慢性社会压力的小鼠大脑中还发生了显著的DNA损伤,在海马区和体感皮层中显示出更高的DNA损伤指数。DNA损伤在清除p16Ink4α阳性细胞后有所缓解,再度证明了慢性社会压力依赖于p16Ink4α来催促衰老。


没事儿,压力虽然会积累衰老细胞,但现在清除衰老细胞的研究不都很火热吗,比如换血逆龄什么的(听说换血逆龄的富豪大佬最近对自己的脸下手了),还是有后悔药吃的。


不不不,这项研究给这条路标为了死胡同。


研究者们用上面提到的遗传学方式,为经历慢性社会压力的小鼠选择性清除了p16Ink4α阳性细胞。结果并不喜人,长达16个月的观察期间,这些小鼠依然表现出过度进食、体重增加等代谢问题以及虚弱增加、毛发变色等衰老迹象,与压力相关的下丘脑-垂体-肾上腺轴激活状态也未受到影响,由慢性社会压力导致的健康问题在清除衰老细胞后并未得到改善。


清除衰老细胞后,由压力带来的健康问题没有得到改善


如此来看,我们的生活还是要有张有弛,长期的压力会导致体内堆积衰老细胞,即便能想法清除了,衰老的迹象却是难以涂改的!


所以,白头发拔完了一切就可以恢复原样了吗。


参考文献:

[1]Lyons, C.E., Pallais, J.P., McGonigle, S. et al. Chronic social stress induces p16-mediated senescent cell accumulation in mice. Nat Aging (2024). https://doi.org/10.1038/s43587-024-00743-8

本文作者 | 张艾迪

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