人过80患癌风险反下降!Nature重磅:补铁过多,干细胞也要癌变?

摘要:可别不信,今日,国际顶级期刊《Nature》上一篇新鲜热乎的研究就发现:衰老的个体不仅癌变概率更小,发展也更慢,而这堪称“奇迹”的现象,原来是与体内的铁息息相关?


成为八旬老人,除了有人让座,还有一个意想不到的好处:患癌风险会大大降低!

啥,不是年龄越大越容易患癌吗?不,凡事都有例外:几十年来的临床观察发现,其实许多A症的发病率在80岁后不升反降!

可别不信,今日,国际顶级期刊《Nature》上一篇新鲜热乎的研究就发现:衰老的个体不仅癌变概率更小,发展也更慢,而这堪称“奇迹”的现象,原来是与体内的铁息息相关?



虽然衰老的身体被认为是能够“放纵”癌细胞疯狂生长的温床,但癌细胞表示:“80岁之后,发病率都下降了,还谈何发展,我得先出现才行啊?”

首先拿发病率和S亡率最高的世界第一大癌种肺癌中最常见的癌种——肺腺癌(LUAD)来说,也出现了这种“80岁后反而不易患癌”的现象。目前,大部分肺腺癌确诊年龄约为71岁,但临床中80~85岁后的发病率就会开始下降。

图注:2022年我国恶性肿瘤发病率年龄分布[1],2016年中国按年龄组划分的肺癌发病率[2]


就连患有肺腺癌的老年小鼠(约2~2.5岁,相当于人类的75-80岁),只剩半数存活时的生存时间也比年轻小鼠(约3个月,相当于人类的13~18岁)长了37%。同时,在肺腺癌病情发展的每个时间段,衰老小鼠的肿瘤都要比年轻的小鼠小一些,进展也更慢一些。

图注:衰老的小鼠肿瘤发生潜能降低、生长更慢


这发现看起来似乎有悖常理,毕竟我们一直认为衰老与A症十分相像,只会“互帮互助”。例如基因突变、菌群失调与慢性yan症等[3]。

但这其实只是它们关系好的一面,要找到80岁+反而不易患癌的原因,我们就要将目光聚集到二者的“对立点”上,其中,最明显的不同就在于干细胞。

干细胞一直是身体中既危险又神奇的存在。一方面,强大的分化和再生能力让干细胞成为了治愈J病和长寿的希望,但另一方面,这强大的能力也代表着它一旦“误入歧途”就可能从无所不能的“救世主”变为癌变的“主力军”,甚至还能帮癌细胞转移、抵抗放化疗。

图注:当细胞积累太多基因突变,就容易发生恶性转化,走向另一个“极端”


例如,肺泡干细胞AT2细胞(肺泡II型细胞)平时会增殖和分化为AT1细胞来帮助修复肺泡损伤和再生。但是正因它强大的复制分化能力,使它成为了最“不安分”、最易导致肺腺癌发病的干细胞。

但这次,衰老倒成了A症“克星”。研究者发现,衰老后的AT2干细胞也“蔫”了,增殖能力下降了69%,在体外自主分化为“器官”的能力也下降了54%。甚至将衰老的AT2移植到其他年龄的小鼠体内都“支棱不起来”,成瘤率比年轻的AT2细胞在各鼠的体内都要低。

图注:老年与年轻小鼠AT2细胞的再生能力、肿瘤形成差异


那么,究竟是什么让活力满满的干细胞变成了“扶不起的干细胞”呢?研究者进一步发现,答案可能是铁代谢。


研究者检测发现,AT2细胞与肺腺癌细胞中,一些负责调控铁代谢的基因会随着年龄的增加而升高,尤其是一个叫NUPR1的基因。

NUPR1在细胞内担任“铁离子总管”的职责,它能调控其他铁代谢基因的表达,进而调控铁的吸收、储存和利用。

铁在身体里不止是参与合成血红蛋白的“氧气搬运工”,它还为细胞活动提供能量,影响细胞的分化和复制、周期调控,在DNA修复、合成及基因调控中也起到关键作用,因此,保持“铁稳态”十分重要。

研究者发现,NUPR1的表达能提高一种铁离子结合蛋白——lipocalin-2(Lcn2)的表达。Lcn2能紧紧抓住细胞内的铁离子,耽误铁离子的利用。这相当于直接给AT2细胞的“电池”扣了,让它无力继续增殖和分化。

图注:NUPR1表达影响lipocalin-2(Lcn2)的表达


因此,当研究者降低老年小鼠NUPR1基因表达,或是抑制Lcn2的表达后,AT2细胞的癌变、分化功能和增殖速度果然都大幅提升,癌变的几率也变高了。

看上去事情好像解决了,但实际上并非那么简单。NUPR1或Lcn2的失活在年轻小鼠中与在衰老小鼠中的效果竟截然相反:AT2细胞的增殖分化、癌变的发生和发展都减少了!

图注:NUPR1或Lcn2的失活在年轻小鼠和老年小鼠中效果相反


同样的基因、同样的“失活”,在衰老和年轻鼠的体内的作用竟然相反?这究竟是怎么回事?


是年轻惹的祸?


要说原因,还要从细胞对铁的“钝感力”说起。铁S亡(Ferroptosis)是一种铁“导致”的细胞S亡方式,当铁代谢失衡导致铁离子过多,过剩的铁离子会产生自由基破坏细胞功能,最终导致细胞S亡。

按理说,当铁离子过剩时,细胞会走向S亡,但衰老的AT2细胞非但没S,还受到了铁离子的助力,增殖、分化都愈发活跃,癌变的机会也大大增加。

因此研究者猜测,衰老的AT2细胞可能已经对铁S亡产生了“抵抗力”。

当研究者诱导AT2细胞的铁S亡时,年轻AT2细胞形成的肿瘤减小;当抑制AT2细胞的铁S亡时,年轻的AT2细胞分化和增殖更活跃。但衰老的AT2细胞在其中则保持“岿然不动”——没啥变化。

图注:诱导和抑制铁S亡对年轻和衰老AT2细胞的影响


也就是说,衰老的AT2细胞真的凭借对铁S亡的“钝感力”逃过一劫,这才在NUPR1失活后大肆繁殖;而年轻AT2细胞对铁S亡敏感度更高,当NUPR1失活、铁离子过剩,就会触发铁S亡机制而S亡,根本没什么机会繁殖和癌变。

图注:NUPR1-Lcn2在不同年龄介导的铁代谢机制图示


看来,细胞越老越“安全”的秘诀其实是“钝感力”;而年轻细胞灵敏的优点,反而却成了A症病发的罪魁祸首!

但只在鼠身上验证还不够,研究者对人类的肺组织也进行了相同验证,发现人类与小鼠的变化其实并无二致!

研究者发现,80岁以上的老年人的LUPR1表达量远高于55岁以下的人,并且在13种成人干细胞中都发现了NUPR1和Lcn2的高表达。


同时,随着年龄的增长,人肺中AT2细胞的数量和密度都逐渐减少。通过补铁,从65~78岁的老年人的肺组织中分离的AT2细胞的分化能力也有所增强。

图注:衰老诱导的AT2细胞和LUAD的变化在人类和肺外的成人干细胞中都是保守的


但人与鼠之间其实还存在一些差异。实验室条件下,小鼠的A症是衰老之后的某次致癌突变引发的,而人类的A症则通常在日常的一次次突变的积累下产生。

所以,日常保持体内的铁代谢平衡可太重要了。



在着手维护我们的铁稳态之前,得先了解我们身体的铁代谢是否健康。这里有5项关键的指标可以参考。


血清铁(SI):表示我们身体里可运输的铁有多少。一般来说,男性的正常值在11~30,女性则在9~27 μmol/L。

总铁结合力(TIBC):表示的是血清里所有的转铁蛋白(一种与铁结合的蛋白质)最多能抓住多少铁。男性的正常值范围是44.6-69.3 pmoL,女性为35.5-76.8 pmol/L。

未饱和铁结合力(UIBC):在血清中,转铁蛋白并不总是满载着铁,它们中只有大约1/3是与铁结合的。因此这个指标表示那些还没抓到铁的转铁蛋白还有多少“空位”余量。正常的范围大概为25.1~51.9 μmol/L。

转铁蛋白饱和度(TS):表示血清铁占总结合的位置的百分比。一般来说,正常参考范围为20-50%。

铁蛋白(Fer):铁蛋白是机体内可贮存铁的蛋白,它能够反映肝脏储铁量及身体营养状态,是检测缺铁和铁负荷过多J病的有效指标,男性正常为30~406,女性为13~147 μg/L。


此外,在铁过载诊断与治疗的中国专家共识中,在排除活动性yan症、肝病、肿瘤、溶血和酗jiu等因素的影响后,若血清铁蛋白(SF)水平超过1000μg/L,即可诊断为铁过载。

在得知了各指标的检测结果后,我们就可以根据医生的建议、指标的情况来判断体内的铁代谢是否正常,从而决定是否需要补充或减少铁的摄入。

如果要补铁,我们日常可以通过摄入富含铁的食物来实现,比如红肉、动物肝脏、菠菜、豆类、坚果等。这些食物都是铁的良好来源,适量摄入有助于维持体内铁的平衡。

图注:常见补铁食物,图源网络


当然,补铁也要适度,“铁过载”对身体的危害可更大了。一旦身体铁过载,不仅日常要减少铁的摄入,也一定要咨询医生或药师的建议使用铁螯合剂等药物干预,确保安全用药。

这样,通过合理的膳食和医疗措施,我们就可以更好地管理体内的铁代谢,让年轻的身体离衰老和A症远一步、更远一步~




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来源:时光派科学抗衰

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