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本质上来说,癌症是由DNA突变积累所导致的,因此癌症与年龄密切相关。理论上来说,随着年龄增长,积累的基因突变更多,癌症发生的风险就更高。
与这个观点相印证的是,大多数癌症的确发生在60岁以上的老年人当中;但与之不符的是,当年龄进一步增加,高龄者的癌症发病率反而会下降。有研究认为,大多数实体瘤的发病率在75-85岁后会降低。
这是为啥?长寿还有这效果?
近期,《自然》杂志发表评论文章,讨论了两篇发表在预印本杂志bioRxiv上的论文。一篇论文发现,在衰老小鼠中,抑癌基因失活带来的影响会减弱,如PI3K/AKT通路的负调节因子PTEN。另外一项研究则发现,衰老会增加小鼠和人类肺部NUPR1蛋白,这种蛋白会影响细胞铁代谢,导致癌细胞陷入缺铁状态、失去干性,无法快速生长。
看来,衰老给组织带来的负面影响,对癌细胞也是生效的,可以说是祸福相生了。
论文题图
确实,随着年龄的增长,组织环境也在变化。比如说,衰老的肺部可能具有更多的疤痕组织、再生能力也较差,这对于癌细胞的生长来说还真谈不上理想的环境。
为了了解衰老对癌症发展的影响,斯坦福团队开展了实验。研究者们利用Cre系统,在4-6月龄年轻小鼠和20-21月龄年老小鼠中激活KRAS突变。
神奇的是,15周后,研究者观察到,年轻小鼠中肿瘤生长速度远远超过年老小鼠,肿瘤负荷高达三倍。
年轻小鼠比年老小鼠肿瘤生长更快
为了找出背后的原因,研究者利用CRISPR系统对小鼠中25个已知或推测的抑癌基因以此敲除并观察变化。
抑癌基因敲除后,显然,小鼠的肿瘤生长会更加快速,但在年轻小鼠中肿瘤生长速度更快。例如,抑制PTEN使年轻小鼠和年老小鼠都发展出肺癌,但年轻小鼠中的肿瘤负荷约为年老小鼠的2.5倍。
单细胞RNA测序结果显示,癌细胞中也存在诸多衰老相关的基因表达改变,说明年龄同样会成为癌细胞转化的干扰项。
另一篇来自MSKCC的研究,则更具体地寻找到了一个衰老限制肿瘤发生的中介,NUPR1。NUPR1是一种核蛋白转录调控因子,参与铁稳态调控和DNA修复、内质网应激、氧化应激等其他细胞过程。
研究者发现,在衰老的荷瘤小鼠中,能观察到铁稳态相关基因的一致性改变,其中表达变化最大的就是NUPR1。此外,在多种其他癌症中也观察到了NUPR1表达的升高,NUPR1还可以有作为抗癌靶点的潜力。
实验中,研究者发现,NUPR1表达的增加导致了衰老细胞中的功能性铁缺乏,并造成了细胞干性的丢失,抑制了肿瘤的生长。使NUPR1基因失活,则会令衰老小鼠的肿瘤易感性升高到年轻小鼠的水平。
对人类组织的分析显示,70以上人群相较50岁以下人群,肺组织含有更高水平的NUPR1,意味着这条通路可能是保守的。
高龄人群中NUPR1水平更高
在《自然》的评论文章中,有研究者指出,高龄老人癌症发病率下降可能是一种统计学上的偏倚。根据一份尸检统计数据,虽然癌症登记数据显示,65-84岁癌症高峰期后发病率有所下降,但从尸检结果看,在高龄老人中癌症发病仍然是持续增加的,意味着高龄者缺乏相关的诊断可能才是真正的原因。
不过研究者也补充道,肺癌的确有其特殊性,将尸检数据考虑在内它仍表现出高峰期后的发病率下滑。或许本研究的结论无法普遍推广到其他癌种。
参考资料:
[1]Shuldiner, E. G. et al. Preprint at bioRxiv https://doi.org/10.1101/2024.05.28.596319 (2024).
[2]Zhuang, X. et al. Preprint at bioRxiv https://doi.org/10.1101/2024.06.23.600305 (2024).
[3]https://www.nature.com/articles/d41586-024-02107-z
本文作者丨代丝雨