超大规模测序揭示长寿的奥秘：细胞毒性T淋巴细胞是其中的关键

来源：iNature

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超级百岁老人等超长寿的人（年龄可达110岁）往往会一生都拥有良好的健康状况，这意味着他们的免疫系统仍然活跃，可以预防感染和肿瘤。但是，它们的免疫学状况尚未得到充分探索。

2019年11月26日，日本理化研究所Kosuke Hashimoto等人在PNAS 在线发表题为“Single-cell transcriptomics reveals expansion of cytotoxic CD4 T cells in supercentenarians”的研究论文，该研究以单细胞分辨率分析了超百岁老人中的血液循环免疫细胞，并确定了超百岁老人中可以表征健康衰老的独特特征。

对于该研究，对61,202个外周血单核细胞（PBMC）进行了单细胞转录组分析，这些细胞来自7名超百岁老人和5名年轻人的对照。该研究发现细胞毒性CD4 T细胞（CD4细胞毒性T淋巴细胞[CTL]）的显著增加是超百岁老人的标志。此外，对2名超百岁老人的单细胞T细胞受体测序显示，CD4 CTL通过大量克隆扩增积累，其中最常见的克隆型占整个CD4 T细胞总数的15％至35％。总而言之，该研究表明超百岁老人在其血液循环淋巴细胞中具有独特的特征，这可能代表通过维持对感染和疾病的免疫反应来实现超长寿命的基本适应。

超级百岁老人(年龄可达110岁）是罕见的个体，他们被赋予对癌症，中风和心血管疾病等致命疾病的高度抵抗力。加拿大的人口统计学家估计，寿命超过110岁的机会低至1/100,000。根据2015年全日本的人口普查，百岁老人数量为61,763，其中超级百岁老人只有146人。超级百岁老人的一个显著特征是健康的寿命长，即使在100岁以后仍保持较高的认知功能和身体独立性。换句话说，由于与年龄有关的疾病的延迟发作和发病率的压缩，许多上百岁老人几乎可以终生健康。因此，超级百岁老人可以被视为成功衰老的良好典范，而了解他们的属性将对衰老领域有重要社会意义。

免疫系统的许多功能会随着年龄的增长而逐渐下降，这种现象称为免疫衰老，导致感染，癌症和自身免疫性疾病的风险更高。炎症程度低是极高年龄成功衰老的最好预测，表明维持免疫系统的重要性。与年龄相关的变化在两个主要的淋巴器官，胸腺和骨髓中很明显，它们负责成熟淋巴细胞的发育。尤其是，骨髓中的老年造血干细胞表现出骨髓偏向的分化潜能，这导致外周血细胞群发生变化。

许多研究已经检查了全血和外周血单核细胞（PBMC）中与年龄相关的变化，这些变化来自不同年龄段的健康供体。荧光激活细胞分选（FACS）和转录组测序技术已广泛用于分析血液循环中的免疫细胞，结果表明，外周血淋巴细胞的组成和表达水平随年龄而动态变化。例如，外周血CD19 B细胞的绝对数量和百分比随着年龄的增长而降低。Naïve T细胞数量会随着年龄的增长而减少，而抗原经历的记忆T细胞数量会随着共刺激因子CD27和CD28的丧失而增加。对于巨细胞病毒血清阳性供体中的CD8 T细胞，这种趋势更为明显。同时，转录组研究报告了外周血中大量与年龄相关的基因，这些基因可用于预测“转录组年龄”。但是，大多数研究针对的是年轻到100岁的供体，而超百岁老人中血液循环的免疫细胞仍未开发。

近年来，单细胞转录组学方法发展迅速。量化基因表达的准确性和每个实验捕获的细胞数量已得到显著提高。这些方法已应用于各种受试者，例如在人胰腺中发现衰老的特征，观察肿瘤中浸润的T细胞以及表征大脑发育过程中细胞类型的多样性。在这里，研究人员以单细胞分辨率分析了超百岁老人中的血液循环免疫细胞，并确定了超百岁老人中可以表征健康衰老的独特特征。

对于该研究，对61,202个外周血单核细胞（PBMC）进行了单细胞转录组分析，这些细胞来自7名超百岁老人和5名年轻人的对照。该研究发现细胞毒性CD4 T细胞（CD4细胞毒性T淋巴细胞[CTL]）的显著增加是超百岁老人的标志。此外，对2名超百岁老人的单细胞T细胞受体测序显示，CD4 CTL通过大量克隆扩增积累，其中最常见的克隆型占整个CD4 T细胞总数的15％至35％。 

CD4 CTLs在细胞毒性方面表现出很大的异质性，并且转录组与CD8 CTL几乎相同，这表明CD4 CTL在保留CD4表达的同时利用了CD8谱系的转录程序。实际上，从超百岁老人中提取的CD4 CTL在离体刺激后产生IFN-γ和TNF-α。总而言之，该研究表明超百岁老人在其血液循环淋巴细胞中具有独特的特征，这可能代表通过维持对感染和疾病的免疫反应来实现超长寿命的基本适应。

参考消息：

https://www.pnas.org/content/116/48/24242.long