Science | 衰老可能不只是损伤累积，更是一场细胞“清除失败”

身体每天都在制造一批“寿命只有几小时”的细胞

中性粒细胞是先天免疫系统中数量庞大、反应迅速的一类细胞。感染发生时，它们可以吞噬病原体，释放抗菌物质，必要时还会将染色质和颗粒蛋白释放到细胞外，形成NETs，以限制病原体扩散。

这些攻击手段并不温和。蛋白酶、活性氧和NETs在杀伤病原体的同时，也可能损伤正常组织。因此，中性粒细胞的使用逻辑不是“长期保存”，而是快速生产、快速执行任务、快速清除。

我们每天产生超过1000亿个中性粒细胞。它们进入循环后，会在数小时内发生表型变化，通常在8至12小时内逐渐表现为CXCR4升高、CD62L降低，即 CXCR4^highCD62L^low状态。此后，它们被引导至骨髓、肝脏和脾脏，由巨噬细胞识别、吞噬和降解。

研究人员将目光投向组织驻留巨噬细胞。与不断从血液补充的单核细胞来源巨噬细胞（monocyte-derived macrophages，MDMs）不同，许多TRMs在胚胎发育时期便进入器官，随后在局部长期自我更新。在脑、肝、肺、心脏和肾脏等主要器官中，TRMs可占巨噬细胞总量的60%至90%。

这意味着，一部分TRMs可能要在组织中工作数年甚至数十年。它们既是免疫细胞，也是器官微环境的长期维护者。年龄增长后，这套维护系统本身可能成为薄弱环节。

一个受体，为何能让巨噬细胞“看得见却吃不下”？

研究的关键分子是前列腺素E2受体EP2，即由 PTGER2基因编码的G蛋白偶联受体。前列腺素E2（prostaglandin E2，PGE2）是环氧合酶-2（cyclooxygenase-2，COX-2）通路产生的脂质信号分子。在衰老巨噬细胞中，PGE2–EP2信号增强，会抑制糖酵解、线粒体呼吸和吞噬功能。

为了判断EP2是否直接参与器官衰老，研究人员构建了条件性敲除小鼠，在CX3CR1高表达的细胞中减少EP2。年轻小鼠为6至8月龄，老年小鼠为23至25月龄。

在肝、肺和心脏中，TRMs约占组织巨噬细胞的65%至80%，其中超过95%表达EP2。条件敲除使TRMs中的EP2减少约50%至60%，而MDMs中的降幅不足10%。整体EP2阳性巨噬细胞比例由约80%降至约40%，超过95%的EP2减少来自TRMs。

这并非完全敲除，而是一次相对有限、偏向TRMs的干预。结果却跨越了多个器官系统。

衰老使肝脏TRMs占比从年轻时的约75%至80%下降到约55%；降低EP2信号后，这一缺口得到明显恢复。衰老TRMs中下降的线粒体质量和线粒体膜电位，以及升高的超氧化物水平，也向年轻状态回归。

与此同时，血浆、肝脏、结肠、心脏、肾脏和海马中的炎症信号整体减弱。

从记忆到心脏：为什么一个免疫环节会产生多器官效应？

研究人员随后进行了行为、影像和组织学评估。

在测试空间记忆的Barnes迷宫中，老年EP2条件敲除小鼠寻找逃生孔的表现明显优于同龄对照；在新物体识别实验中，它们对新物体的偏好恢复到接近年轻小鼠的水平。这提示脑内TRMs——小胶质细胞（microglia）的EP2信号参与了年龄相关认知下降。

全身磁共振成像显示，干预后的老年小鼠肢体肌肉体积增加，内脏脂肪减少。它们的衰弱评分降低、前肢握力提高，耐力相关的MHC IIa型肌纤维得到保留，肌核异常定位也明显减少。

心脏中同样出现变化。左心室射血分数、室间隔增厚能力以及左、右心室容积比例向年轻状态恢复。电子显微镜下，老年对照小鼠心肌细胞内出现更多透亮、嵴结构受损的线粒体；减少TRM中的EP2后，线粒体电子密度和结构完整性得到改善。心室壁中的胶原沉积和非肌肉组织区域也明显下降。

这些结果并不意味着认知衰退、肌少症和心脏老化都只有一个原因。更合理的理解是：TRM功能下降可能是一种跨器官的共同放大因素。当负责维持局部稳态的细胞失去代谢和清除能力，多个器官会同时承受持续的低度炎症。

血浆蛋白质组进一步支持了这种系统性影响。研究共可靠定量138种血浆蛋白，其中71种随衰老明显改变；在降低TRM的EP2信号后，有59种恢复到接近年轻水平，约占衰老相关变化蛋白的83%。

被纠正的通路涉及急性期反应、白细胞介素-12信号、白细胞介素-10信号、整合素信号以及中性粒细胞脱颗粒。细胞来源富集分析则将肝细胞、库普弗细胞（Kupffer cells，KCs）和胆管细胞推向前列，提示肝脏可能是全身炎症变化的重要来源之一。

被忽略的“衰老细胞”，可能是中性粒细胞

衰老研究过去更多关注能够增殖的成纤维细胞、上皮细胞或干细胞。中性粒细胞是终末分化细胞，生命周期极短，是否应当称为“细胞衰老”，长期缺乏统一定义。

研究人员对小鼠肝脏进行单细胞RNA测序（single-cell RNA sequencing，scRNA-seq），将中性粒细胞分为Neu1至Neu4四种状态。

在年轻小鼠和老年EP2敲除小鼠中，Neu2和Neu3几乎不存在；但在普通老年小鼠中，Neu2约占全部中性粒细胞的50%，Neu3约占30%。换言之，约80%的中性粒细胞偏移到了两种异常状态。

Neu2具有较高的细胞周期停滞（cell-cycle arrest，CCA）、衰老相关分泌表型（senescence-associated secretory phenotype，SASP）和抗凋亡特征；Neu3则表现出更强的DNA损伤反应（DNA damage response，DDR）、NET形成和促凋亡程序。

研究人员据此提出：Neu2更接近“衰老且抵抗凋亡”的状态，Neu3则可能是由衰老向凋亡过渡的高应激状态。

值得注意的是，老年肝脏中的中性粒细胞总量并没有明显增加，变化主要发生在细胞状态。CXCR4阳性和annexin V阳性细胞增加，但负责招募中性粒细胞的CXCL1和CXCL2并未随年龄升高。这削弱了“进入组织的中性粒细胞更多”这一解释，转而指向另一种可能：它们进入后没有被及时清除。

清除失败，不只是“认不出来”

巨噬细胞清除衰老或凋亡细胞的过程称为凋亡细胞清除作用（efferocytosis）。它大致包括三个阶段：识别目标、稳定结合、吞噬并进入溶酶体降解。

研究人员将不同类型的目标细胞与肝脏或脾脏TRMs共同培养。与年轻TRMs相比，老年TRMs清除衰老中性粒细胞的能力下降约10倍；与同龄EP2敲除组相比，也低约6倍。相比之下，老年TRMs清除其他凋亡细胞的能力仅下降约2.5倍。

为什么衰老中性粒细胞格外难清除？

研究发现，问题集中在“稳定结合”环节。巨噬细胞表面的整合素（integrins）需要从弯曲、低亲和力状态切换为伸展、高亲和力状态，才能牢固抓住目标细胞。老年TRMs虽然增加了LFA-1等整合素的表达，但负责激活构象变化的Rac1、RhoA、Skap1、Tln2和Fermt3全部下降。

这类似于细胞增加了更多“抓手”，却没有能力让抓手进入工作状态。LFA-1升高并不表示清除能力增强，反而可能是对长期清除失败的代偿。

EP2信号还抑制吞噬后的处理程序。促进清除的JUNB、STAT3和RELA降低，而抑制清除的CREB1升高。于是，巨噬细胞不仅难以稳定捕获衰老中性粒细胞，即使完成吞噬，后续的脂质代谢、溶酶体降解和抗炎反应也受到影响。

没被清除的中性粒细胞，会把压力传给邻居

异常中性粒细胞的危害不止来自数量积聚。

它们会持续脱颗粒并形成NETs，释放髓过氧化物酶（myeloperoxidase，MPO）、弹性蛋白酶和其他组织损伤因子。老年小鼠肝脏和脾脏中的MPO及弹性蛋白酶信号升高，而减少EP2后，这些指标向年轻水平恢复。

多重免疫组织成像还显示，衰老中性粒细胞附近的肝实质细胞出现了特定应激反应：肝细胞增加ICAM-1，肝窦内皮细胞增加VCAM-1，肝星状细胞则增加纤维连接蛋白（fibronectin）沉积。

这些受压细胞与CXCR4阳性中性粒细胞之间的空间距离缩短，提示局部旁分泌效应（paracrine effect）可能参与组织损伤。也就是说，中性粒细胞即使尚未直接杀伤周围细胞，也能通过炎症介质改变邻近细胞状态，推动血管激活、炎症和纤维化。

由此形成一条连贯路径：

基因敲除有效，药物还能复制吗？

遗传实验可以解释因果关系，却很难直接转化为治疗。研究人员因此使用选择性EP2拮抗剂PF-04418948，对22月龄雄性小鼠连续干预两个月。

治疗后，血液中的总中性粒细胞、CXCR4阳性衰老中性粒细胞和CD62L阴性老化中性粒细胞均向年轻水平回归。肝脏中的衰老中性粒细胞减少，库普弗细胞数量部分恢复；离体实验显示，这些细胞吞噬衰老中性粒细胞的能力接近年轻状态。

脾脏和骨髓中也观察到改善，但幅度不如肝脏完整。研究人员推测，这可能与药物通过门静脉更容易到达肝脏有关，也可能意味着不同器官需要更早或更长时间的干预。

这部分结果证明清除缺陷具有一定可逆性，但距离“抗衰老药物”仍有较大距离。实验使用的是高龄雄性小鼠，治疗时间只有两个月；尚不清楚长期阻断EP2是否会干扰感染防御、组织修复或PGE2的其他生理功能。

人体中看到了相似信号，但还没有完成因果验证

研究人员重新分析了人类肝脏单细胞数据。健康年轻组只有2名供者，年龄分别为49岁和53岁；健康老年组同样只有2名供者，年龄为73至75岁。此外，健康肝脏共4例，疾病肝脏共10例，疾病类型包括肝癌、肝腺瘤、结直肠癌肝转移、肝损伤和重度肥胖。

老年和疾病肝脏均表现出TRM比例下降、PTGER2在TRMs中升高，以及中性粒细胞向衰老样状态偏移。老年富集的中性粒细胞亚群具有更高的SASP和抗凋亡评分，对应的P值分别为4.7×10⁻⁷和7.2×10⁻⁵。在疾病肝脏中，SASP、抗凋亡和DNA损伤反应的差异更加显著。

细胞通信分析还发现，TRM与中性粒细胞之间的整合素、半乳糖凝集素-9、annexin A1和NAMPT信号减弱，而MHC-II抗原呈递信号增强。这可能意味着巨噬细胞由“安静地清除目标”转向“更强地激活免疫反应”。

但这些人类结果是相关性证据。供者数量小、疾病异质性高，而且分析来自既有数据，未直接测量人类TRMs的吞噬能力。

另一个需要冷静看待的结果是：研究人员分析了6项人类寿命或健康寿命全基因组关联研究（genome-wide association studies，GWAS），没有发现PTGER2或相关PGE2通路基因达到显著关联。这不能否定细胞机制，却提醒我们，影响小鼠高龄表型的通路，不一定表现为人群寿命的常见遗传效应。

比“清除衰老细胞”更值得关注的问题

这项研究的重要性，不在于宣称某一种细胞决定衰老，而在于改变了问题的方向。

过去谈到衰老细胞干预，人们更容易想到直接杀死衰老细胞的衰老细胞清除药物（senolytics），或抑制SASP的衰老表型调节药物（senomorphics）。这项研究提出了第三种思路：不一定直接攻击异常细胞，也可以恢复机体原有的清除系统。

但随之而来的问题同样重要。

中性粒细胞的“衰老样状态”是否适用于所有器官和疾病？CXCR4阳性细胞能否成为稳定、特异的药效标志物？提高吞噬是否可能误伤仍有功能的免疫细胞？不同年龄开始干预，结果是否相同？女性、感染状态或慢性炎症背景下，EP2阻断又会产生怎样的影响？

这项研究给出的不是终点，而是一条值得继续验证的路径：器官老化或许不仅取决于损伤发生了多少，也取决于身体是否仍有能力识别、捕获并处理那些已经完成使命的细胞。

当“制造-使用-清除”的循环失去平衡，原本寿命只有数小时的中性粒细胞，也可能成为持续多年的组织压力来源。