引言衰老作为慢性肾脏病(CKD)的重要危险因素,让这一难以根治的疾病成为老年群体健康的重大威胁。健康年轻的肾脏与衰老及慢性肾病状态的肾脏之间,存在诸多转录和组织学层面的共性改变,肾上皮衰老细胞的异常积累更是推动肾脏纤维化的关键病理因素。Arai等人2025年发表于《科学·转化医学》(Sci Transl Med)的研究,从Y染色体嵌合丢失(LOY)的角度,揭开了衰老相关免疫功能缺陷与肾上皮衰老细胞积累的深层关联,也为免疫紊乱与衰老细胞堆积的“鸡与蛋”谜题提供了全新答案。
核心研究发现:LOY高表达引发免疫缺陷,驱动肾衰老与纤维化Arai团队的研究聚焦于男性群体中随衰老出现的造血细胞Y染色体丢失现象,这一现象此前已被证实与心脏纤维化和死亡率升高密切相关。研究创新性地结合高LOY水平男性的大型人类数据集,与基因诱导LOY高表达白细胞的小鼠模型开展跨物种研究,明确发现LOY高表达与CKD发病风险升高存在显著的跨物种关联。
在小鼠骨髓移植实验中,接受LOY高表达骨髓移植的小鼠,肾脏中衰老细胞数量和纤维化程度远高于LOY低表达对照组;而通过药物手段特异性清除衰老细胞后,LOY高表达白细胞对肾病发生发展的有害作用得到显著缓解。机制层面的研究进一步阐明,LOY高表达的巨噬细胞对肾衰老细胞的吞噬清除能力存在明显受损,而分别在LOY高表达巨噬细胞和CD8+淋巴细胞中上调的抑制性受体SIRP-α和PD-1,其双重靶向干预能有效减少衰老细胞数量、保护肾脏功能,单一靶向则无法实现这一效果。这一系列结果清晰证明,衰老相关的白细胞功能缺陷,会通过降低吞噬清除能力,成为衰老细胞在肾脏中异常积累的重要诱因。
研究的核心价值:厘清免疫细胞与衰老细胞的上下游作用关系这一研究的最大价值,在于颠覆了此前学界对免疫细胞与衰老细胞相互作用的认知,首次清晰厘清了二者在肾病发生发展中的上下游关系,为解开二者间的“鸡与蛋”谜题提供了关键证据。
以往研究普遍认为,衰老细胞会主动改变免疫细胞的行为模式、降低其吞噬能力,进而促进自身的存活与积累,形成“衰老细胞主导”的作用逻辑。而Arai团队的研究则证实了反向作用的存在:白细胞的内在功能缺陷才是触发衰老细胞堆积的核心原因,其通过独立于衰老细胞源性信号的全新机制,成为肾病发生的“种子”。这一结论与此前“年轻骨髓移植可缓解小鼠肾脏衰老”的研究结论相印证,进一步证明骨髓的年龄和功能会独立于上皮衰老细胞的初始信号,直接影响下游的衰老细胞清除过程。
同时,结合现有研究结论可知,衰老细胞分泌表型富集的环境会诱导正常上皮细胞发生衰老,这意味着免疫紊乱与衰老细胞堆积之间会形成恶性循环:免疫细胞功能缺陷导致衰老细胞清除受阻,堆积的衰老细胞又会进一步加剧免疫细胞功能异常,二者相互作用、彼此促进,共同推动肾脏纤维化的持续发展。这一发现也揭示了更普适的规律:在肾脏及其他器官中,实质细胞衰老与免疫系统功能紊乱的协同作用,是人类诸多衰老相关疾病的重要发病机制。
研究的局限性:为后续探索划定明确方向尽管该研究取得了突破性进展,但仍存在一定的局限性,这些局限也为后续的相关研究划定了清晰的探索方向,主要体现在三个方面。
其一,研究的适用人群存在局限,LOY高表达白细胞对衰弱和肾病的影响仅存在于男性群体中。尽管这一“概念验证”研究为后续研究奠定了基础,但也直接限制了其研究结论的普适性,未来仍需进一步探索适用于两性群体的、与衰老相关的白细胞和衰老细胞改变的治疗靶点。
其二,研究使用的药物存在验证空白,研究中采用Bcl2/w/xL拮抗剂ABT-263实现了肾脏衰老和纤维化标志物的改善,但后续仍需要验证更多作用机制不同的抗衰老细胞药物的效果;同时还需全面分析LOY高低表达白细胞的表型,明确确认药物的治疗效果源于衰老细胞清除,而非对白细胞的脱靶效应。
其三,研究存在实验混杂因素,实验中小鼠接受了致死剂量的辐射,而辐射本身会直接诱导细胞衰老,成为影响器官衰老的重要混杂因素,如何在排除辐射影响的前提下研究LOY高表达白细胞的作用,是后续研究需要解决的关键技术问题。
后续研究方向:三大核心维度深化机制探索针对现有研究的局限性,学界后续可从三个核心方向展开深入探索,进一步完善对该领域的认知。
第一,全面解析LOY高表达白细胞的表型特征,明确其除了存在吞噬清除功能缺陷外,是否会主动损伤肾脏上皮细胞、直接促进上皮细胞衰老,这一研究将进一步明确LOY高表达白细胞在肾病发生中的具体作用模式。
第二,深入研究巨噬细胞对衰老细胞的吞噬动力学,通过多时间点动态检测衰老细胞和巨噬细胞的数量与表型,对比吞噬成功与吞噬失败的细胞特征,厘清巨噬细胞与衰老细胞的相互作用规律。
第三,探索无全身辐射的LOY高表达白细胞诱导方法,如通过辐射盆腔屏蔽、转基因条件性诱导等技术手段,在排除辐射诱导衰老的前提下,精准分析LOY高表达白细胞对健康年轻肾脏的衰老诱导能力,让研究结论更具说服力。
总结从基础研究到临床应用,解开免疫紊乱与衰老细胞堆积的“鸡与蛋”谜题,为衰老相关慢性肾脏病的治疗开辟了全新路径。这一研究也让学界意识到,那些曾被认为是衰老必然结果、无法治疗的疾病,并非无药可医,通过靶向免疫细胞与衰老细胞的相互作用,有望找到精准的治疗方案。未来,跨学科、跨平台的后续研究将进一步剖析二者的作用机制,挖掘更多潜在治疗靶点,让衰老相关肾病的精准干预从理论走向现实,为老年群体的肾脏健康保驾护航,也为其他衰老相关疾病的研究和治疗提供重要的参考范式。
参考文献
Baird DP, et al. Kidney International. 2025; https://doi.org/10.1016/j.kint.2025.11.008