پیری سلولی و پیری سیستم ایمنی

پیری سلولی توقف پایدار تقسیم سلولی است که با یک برنامه ترشحی فعال همراه است، در حالی که پیری سیستم ایمنی شامل تغییرات در عملکرد ایمنی است که در طول عمر رخ می‌دهد، از جمله پیری ایمنی (immunosenescence) و التهاب مزمن با درجه پایین (inflammaging). این دو با هم، تجمع سلول‌های پیر و سیستم ایمنی بازسازی‌شده را به بیماری‌های مرتبط با سن مرتبط می‌کنند.

Definition

پیری سلولی (cellular senescence) توقف پایدار چرخه سلولی است که در آن سلول‌ها از نظر متابولیکی فعال باقی می‌مانند و اغلب عوامل التهابی و بازسازی‌کننده بافت را ترشح می‌کنند، در حالی که پیری سیستم ایمنی (immune aging) بازسازی عملکرد ایمنی مرتبط با سن است، از جمله کاهش پاسخگویی تطبیقی و تغییر به سمت التهاب مزمن با درجه پایین.

Scope

این مدخل به پیری سلولی و فنوتیپ ترشحی آن، پیری ایمنی ذاتی و اکتسابی، و مفهوم التهاب پیری (inflammaging) می‌پردازد، و همچنین چگونگی تلاقی این فرآیندها را بررسی می‌کند. این یک مرجع بیولوژیکی در فیزیولوژی پیری است و راهنمایی بالینی یا درمانی ارائه نمی‌دهد.

Core questions

• پیری سلولی چیست و چه تفاوتی با مرگ سلولی دارد؟
• فنوتیپ ترشحی مرتبط با پیری چیست و چرا اهمیت دارد؟
• سیستم ایمنی با افزایش سن چگونه تغییر می‌کند (پیری ایمنی)؟
• التهاب پیری (inflammaging) چیست و چگونه پیری سلولی و ایمنی را به هم متصل می‌کند؟

Key concepts

• پیری سلولی و توقف پایدار چرخه سلولی
• فنوتیپ ترشحی مرتبط با پیری (SASP)
• تجمع سلول‌های پیر با افزایش سن
• پیری ایمنی ذاتی و اکتسابی
• التهاب پیری (التهاب مزمن با درجه پایین)
• تحلیل تیموس و کاهش تولید سلول‌های T بکر

Key theories

پیری سلولی به عنوان یک عامل متضاد در پیری

این دیدگاه که پیری سلولی در اوایل زندگی یک برنامه مفید است، تومورها را سرکوب کرده و به ترمیم بافت کمک می‌کند، اما با افزایش سن مضر می‌شود زیرا سلول‌های پیر تجمع می‌یابند و ترشحات آن‌ها عملکرد بافت را مختل می‌کند، نمونه‌ای از فرآیندی که برای منافع اولیه انتخاب شده اما در ادامه به پیری کمک می‌کند.

فنوتیپ ترشحی مرتبط با پیری (SASP)

این مفهوم که سلول‌های پیر ترکیبی پیچیده از سیتوکین‌ها، کموکین‌ها، پروتئازها و فاکتورهای رشد را ترشح می‌کنند که می‌تواند بافت را بازسازی کرده و التهاب را ترویج دهد، مکانیزمی را فراهم می‌کند که به وسیله آن تعداد نسبتاً کمی از سلول‌های پیر اثرات گسترده‌ای بر محیط خود اعمال می‌کنند.

التهاب پیری (Inflammaging)

این پیشنهاد که پیری با یک وضعیت التهابی مزمن، با درجه پایین و استریل همراه است که به پیری ایمنی و بسیاری از بیماری‌های مرتبط با سن کمک می‌کند، و از نظر تکاملی به عنوان یک محصول جانبی فعال‌سازی ایمنی در طول عمر تعریف می‌شود.

Mechanisms

در پاسخ به استرس‌هایی مانند کوتاه شدن تلومر، آسیب DNA، یا فعال‌سازی انکوژن، سلول‌ها می‌توانند وارد مرحله پیری شوند، تقسیم را متوقف کرده و در عین حال از نظر متابولیکی فعال باقی بمانند و یک فنوتیپ ترشحی را اتخاذ کنند که واسطه‌های التهابی و عوامل بازسازی‌کننده بافت را آزاد می‌کند. در اوایل زندگی، این به سرکوب سرطان و حمایت از ترمیم کمک می‌کند، اما سلول‌های پیر با افزایش سن تجمع می‌یابند و ترشحات آن‌ها می‌تواند عملکرد بافت را تخریب کرده و التهاب را تشدید کند. به موازات آن، سیستم ایمنی بازسازی می‌شود: تحلیل تیموس (thymic involution) تولید سلول‌های T بکر (naive T cells) را کاهش می‌دهد، پاسخ‌های تطبیقی به چالش‌های جدید ضعیف می‌شوند، و یک وضعیت التهابی مزمن با درجه پایین (التهاب پیری) ایجاد می‌شود. پیری سلولی و پیری سیستم ایمنی یکدیگر را تقویت می‌کنند، زیرا ترشحات التهابی از سلول‌های پیر و یک سیستم ایمنی پیر که آن‌ها را کمتر مؤثر پاک می‌کند، با هم محیط التهابی را پایدار نگه می‌دارند.

Clinical relevance

پیری سلولی و پیری سیستم ایمنی به توضیح کاهش‌های مرتبط با سن در دفاع ایمنی، پاسخ‌های تغییر یافته به عفونت و واکسیناسیون، و التهاب مزمن مرتبط با بسیاری از بیماری‌های اواخر عمر، از جمله ارتباط بین سلول‌های پیر و بیماری‌های عروقی کمک می‌کنند. این مدخل یک ماده مرجع توصیفی در مورد مکانیسم‌های بیولوژیکی است و مبنایی برای تصمیم‌گیری‌های تشخیصی یا درمانی فردی نیست.

Epidemiology

التهاب مزمن با درجه پایین مرتبط با پیری در ادبیات علمی به عوارض و مرگ و میر مرتبط با سن مرتبط شده است، و کاهش توانایی ایمنی به افزایش حساسیت به عفونت و کاهش پاسخ‌های واکسن در جمعیت‌های مسن‌تر کمک می‌کند.

History

پیری سلولی ابتدا به عنوان یک محدودیت تکثیری در سلول‌های انسانی کشت‌شده توصیف شد و مدت‌ها عمدتاً به عنوان یک توقف سرکوب‌کننده تومور در نظر گرفته می‌شد. تحقیقات در دهه‌های ۲۰۰۰ و ۲۰۱۰ فنوتیپ ترشحی مرتبط با پیری را مشخص کرد و نشان داد که سلول‌های پیر با افزایش سن تجمع می‌یابند و می‌توانند مضر باشند، از جمله شواهد تجربی که نشان می‌دهد آن‌ها آترواسکلروز را تشدید می‌کنند. به موازات آن، مفاهیم پیری ایمنی (immunosenescence) و التهاب پیری (inflammaging)، که توسط فرانچسکی و همکارانش در حدود سال ۲۰۰۰ مطرح شد و در بررسی‌های بعدی پیری ایمنی توسعه یافت، بازسازی ایمنی را به بیماری‌های مرتبط با سن مرتبط کرد.

Debates

آیا سلول‌های پیر علت پیری هستند یا پیامد آن؟

سلول‌های پیر با افزایش سن تجمع می‌یابند و می‌توانند به بافت‌ها آسیب برسانند، و حذف تجربی آن‌ها می‌تواند برخی از فنوتیپ‌های مرتبط با سن را در مدل‌ها بهبود بخشد، اما میزان تأثیر آن‌ها در پیشبرد پیری انسان در مقابل بازتاب آن، همچنان یک سؤال فعال است.

Key figures

• Judith Campisi
• Jean-Philippe Coppé
• Claudio Franceschi
• Janko Nikolich-Žugich
• Jan van Deursen

Seminal works

• campisi-2013
• coppe-2010
• franceschi-2000

Frequently asked questions

آیا سلول پیر همان سلول مرده است؟

خیر. یک سلول پیر به طور دائمی تقسیم را متوقف کرده است اما زنده و از نظر متابولیکی فعال باقی می‌ماند و اغلب عوامل التهابی و بازسازی‌کننده بافت را ترشح می‌کند. این ویژگی پیری را از مرگ سلولی مانند آپوپتوز متمایز می‌کند.

التهاب پیری (inflammaging) چیست؟

التهاب پیری (inflammaging) التهاب مزمن، با درجه پایین و استریلی است که معمولاً با افزایش سن ایجاد می‌شود. این پدیده با پیری ایمنی و بسیاری از بیماری‌های مرتبط با سن همراه است، و سلول‌های پیر یکی از عوامل پیشنهادی مؤثر در آن هستند.