中山大學(xué)最新研究探明：二甲雙胍能通過(guò)多途徑，發(fā)揮抗衰老作用

二甲雙胍（Metformin）是治療II型糖尿病的一線藥物，可通過(guò)抑制肝臟葡萄糖的產(chǎn)生而發(fā)揮降糖作用。

早在1957年，二甲雙胍便被正式運(yùn)用于臨床治療糖尿病；在我國(guó)也有著超30年的臨床運(yùn)用經(jīng)驗(yàn)。全球范圍內(nèi)，約有1.5億人在服用二甲雙胍，可謂是目前應(yīng)用最廣泛的口服降糖藥之一。

隨著科學(xué)的不斷推進(jìn)，對(duì)二甲雙胍的研究從未停止過(guò)。除了人們熟知的降糖之外，現(xiàn)階段發(fā)現(xiàn)的藥物作用已超過(guò)20種，包括：保護(hù)心血管、減少超重/肥胖、改善血脂代謝、降低部分腫瘤風(fēng)險(xiǎn)等等。

近日，來(lái)自中山大學(xué)的研究團(tuán)隊(duì)再一次揭示了“神藥”的新發(fā)現(xiàn)——

二甲雙胍能夠從細(xì)胞數(shù)量、效應(yīng)功能、端粒酶含量以及基因表達(dá)等多方面抑制T細(xì)胞的衰老，從而有效預(yù)防年齡相關(guān)的疾病。

難怪醫(yī)學(xué)界的人戲稱“二甲雙胍已經(jīng)不是藥了，而是開(kāi)啟宇宙新紀(jì)元的鑰匙”！

首先，研究者從中山大學(xué)附屬第一醫(yī)院收集了過(guò)去6年來(lái)肺癌患者的樣本，發(fā)現(xiàn)了個(gè)有趣的現(xiàn)象：與年輕人和老年人相比，中年人（45-65歲）中罹患肺癌的比例顯著增加。

過(guò)去六年來(lái)中山大學(xué)第一附屬醫(yī)院的肺癌患者樣本（n=4498）

事實(shí)上，這一現(xiàn)象的出現(xiàn)與衰老T細(xì)胞數(shù)量增加息息相關(guān)。代表性流式細(xì)胞術(shù)分析顯示，中年患者中CD8+衰老T細(xì)胞的數(shù)量明顯高于年輕組（65歲），類似的情況也出現(xiàn)在CD4+衰老T細(xì)胞亞群中。但整體來(lái)看，CD8+衰老T細(xì)胞的比例高于CD4+T細(xì)胞。

隨著年齡的增長(zhǎng)，中老年人群的胸腺會(huì)逐漸萎縮，幼稚T細(xì)胞數(shù)量減少，而記憶T細(xì)胞的數(shù)量會(huì)隨之增加。當(dāng)機(jī)體受到外界抗原攻擊時(shí)，記憶T細(xì)胞會(huì)分化為效應(yīng)記憶T細(xì)胞（Tem）。其中，衰老T細(xì)胞便是源自處于T細(xì)胞分化末期的效應(yīng)T細(xì)胞（Teff）。

研究者觀察到，雖然老年組中Tem的比例最高，但中年組的CD57+KLRG1+雙陽(yáng)性細(xì)胞比例依然最高，即具有衰老T細(xì)胞表型的Tem細(xì)胞比例在45-65歲的人群中最高。

FACS分析得到的中年人群中CD8+衰老T細(xì)胞比例情況

衰老T細(xì)胞含量的增高自然會(huì)導(dǎo)致與年齡相關(guān)的疾病發(fā)生，尤其是腫瘤。如果能找到某種藥物可以調(diào)節(jié)T細(xì)胞的衰老，是不是就能夠有效地降低與年齡相關(guān)的疾病風(fēng)險(xiǎn)呢？

于是，研究者想到了“神藥”二甲雙胍！考慮到二甲雙胍在抗腫瘤和抗衰老方面起著重要作用，研究者進(jìn)一步開(kāi)展了體外研究，采用不同濃度的二甲雙胍（包括0mM、5mM、10mM和20mM）對(duì)中年組中提取到的外周血單個(gè)核細(xì)胞（PBMC）進(jìn)行治療，以探究了其對(duì)于衰老T細(xì)胞的影響。

結(jié)果顯示，5mM二甲雙胍治療對(duì)衰老T細(xì)胞幾乎沒(méi)有影響；但當(dāng)濃度升高到10mM時(shí)，衰老T細(xì)胞的數(shù)量顯著減少，從占比47.29%降低到了34.3%，即抑制率達(dá)到了27.5%；而當(dāng)再次升高濃度到20mM時(shí)，CD8+衰老T細(xì)胞的含量也出現(xiàn)了下降，抑制率升高至39.4%。

總結(jié)來(lái)說(shuō)，二甲雙胍的治療能夠有效減少中年人群中衰老T細(xì)胞的含量。

二甲雙胍治療后中年組CD8+衰老T細(xì)胞的數(shù)量顯著減少

事實(shí)上，二甲雙胍對(duì)于衰老T細(xì)胞的影響，主要作用于衰老相關(guān)分泌表型（SASP）。衰老T細(xì)胞分泌出的SASP可能會(huì)對(duì)鄰近的健康細(xì)胞造成損害，甚至誘導(dǎo)衰老的發(fā)生。

比如，IFN-γ便屬于SASP的范疇，在衰老T細(xì)胞中高度表達(dá)。但當(dāng)研究者進(jìn)一步使用20mM的二甲雙胍治療中年組PBMC，持續(xù)24小時(shí)后發(fā)現(xiàn)，與對(duì)照組相比，二甲雙胍治療明顯抑制了衰老T細(xì)胞中IFN-γ的分泌。

促炎細(xì)胞因子IL-6是存在于各類衰老細(xì)胞中的SASP因子之一，主要由先天性免疫細(xì)胞分泌，包括單核細(xì)胞和樹(shù)突狀細(xì)胞。分析中年組外周血CD3陰性細(xì)胞后發(fā)現(xiàn)，二甲雙胍治療能夠有效抑制IL-6的分泌比例，甚至降低了CD3-細(xì)胞的IL-6表達(dá)水平。類似的情況也發(fā)生在T細(xì)胞中，即二甲雙胍治療同樣減少了T細(xì)胞中IL-6的產(chǎn)生。

二甲雙胍抑制CD3陰性細(xì)胞中IL-6的產(chǎn)生

當(dāng)然，二甲雙胍對(duì)于衰老T細(xì)胞的影響不只于上述兩點(diǎn)，而是多方面的。

研究者觀察到，在二甲雙胍的治療下，CD8+衰老T細(xì)胞分泌出的腫瘤壞死因子α（TNF-α）呈現(xiàn)增加的趨勢(shì)。TNF-α是一種有效的促炎細(xì)胞因子，在免疫系統(tǒng)、炎癥和宿主防御的維持和平衡中發(fā)揮著重要作用。

此外，二甲雙胍還能增加端粒酶濃度，從對(duì)照組的0.71ng/ml升高至1.33ng/ml。端粒酶是一種具有逆轉(zhuǎn)錄活性的酶，負(fù)責(zé)合成端粒DNA并保持端粒長(zhǎng)度，在保持染色體穩(wěn)定性方面發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。隨著T細(xì)胞的老化，端粒縮短，端粒酶活性下降，導(dǎo)致其喪失增殖能力；但使用二甲雙胍治療后，端粒酶的濃度有所升高，也就意味著抗衰老的可能。

免疫衰老的特點(diǎn)，除了老年T細(xì)胞增加外，另一個(gè)點(diǎn)為“具有干細(xì)胞性的幼稚T細(xì)胞的減少”。更有意思的是，二甲雙胍的治療甚至能夠增加未分化T細(xì)胞的數(shù)量。

二甲雙胍增加了端粒酶濃度和未分化的T細(xì)胞

最后，研究者的探究不局限于表面，而深入挖掘到了基因?qū)用妗?duì)PBMC進(jìn)行RNA測(cè)序后發(fā)現(xiàn)，二甲雙胍治療組與對(duì)照組之間存在26,089個(gè)差異表達(dá)基因（DEGs）。

與對(duì)照組相比，二甲雙胍治療組中與SA-β-Gal相關(guān)的基因GLB1明顯減少，DNA損傷相關(guān)基因（包括CDKN1A、CHEK2、E2F2等）出現(xiàn)了明顯下調(diào)。

相反，二甲雙胍促進(jìn)了細(xì)胞周期蛋白相關(guān)基因CCNG1和CCND2的表達(dá)。同時(shí)，與干性相關(guān)的TCF7、SELL、CD28、CD27基因表達(dá)的增加，也解釋了“為什么未分化T細(xì)胞的數(shù)量有所升高”。

也就是說(shuō)，二甲雙胍之所以能發(fā)揮抗衰老的作用，還得追溯到最本質(zhì)的基因表達(dá)改變。

與二甲雙胍治療相關(guān)的基因表達(dá)的RNA-seq分析

綜上所述，T細(xì)胞衰老會(huì)導(dǎo)致免疫功能失調(diào)和衰老相關(guān)疾病的發(fā)生，而本研究提出了二甲雙胍治療對(duì)衰老T細(xì)胞具有抗衰老作用的有力證據(jù)——二甲雙胍能夠減少衰老T細(xì)胞的數(shù)量、減少SASP的產(chǎn)生、促進(jìn)端粒酶的增加以及升高未分化T細(xì)胞的數(shù)量，從而發(fā)揮抗衰老的作用。

二甲雙胍啊二甲雙胍，你還有多少驚喜是我們不知道的？

即使距二甲雙胍首次合成已過(guò)去了101年，但科學(xué)家仍無(wú)法完全闡明其發(fā)揮治療作用的各種領(lǐng)域以及潛在機(jī)制，也期待二甲雙胍能給我們帶來(lái)更多的驚喜！