本文介绍了随着年龄的增长，身体细胞和干细胞在应对DNA损伤和癌变风险方面的机制和应对措施。文章提到了随着年龄的增长，癌症的发病率会上升，但在某些年龄段后，一些癌症的发病率却有所下降。研究表明，衰老的细胞失去自我更新能力，导致无法形成失控生长的癌细胞。同时，老年小鼠肺部干细胞中的NUPR1蛋白质含量升高会影响铁稳态调控，导致细胞误认为缺铁并失去分裂和分化能力，从而降低发展成肿瘤的可能性。但补充铁元素或可减少这种影响，并可能帮助肺部细胞的更新和再生。
随着年龄的增长，遗传物质DNA可能会因为各种原因受损，这些损伤可能来源于外界刺激或细胞分裂过程中的偶然事件。这些突变可能会影响控制细胞生长和分裂的基因，让一些细胞开始不受控地分裂增殖，从而导致癌变。
研究发现，老年小鼠肺部干细胞中的NUPR1蛋白质含量高会导致铁稳态调控紊乱，出现“功能性缺铁”，这使得这些细胞失去了一部分分裂和分化的能力，降低了发展成肿瘤的可能性。
铁元素是细胞产能、DNA合成和细胞分裂所必需的元素。铁含量高会促进细胞生长和增殖，这也是为什么癌细胞通常比正常细胞需要更多的铁。
虽然给予铁元素可能有助于肺部细胞的更新和再生，但这种方法可能不适合患癌风险较高的人群。研究还提到了其他潜在的应用和影响，如对于新冠后肺功能不足的人群可能有所帮助。
随着年龄增长，我们身上的细胞也在不断更新换代，受损或衰老的细胞被清除，被新的细胞替代。这很大程度上得益于我们身体中的干细胞，这些细胞在我们出生后，
仍然保持着分裂和分化成不同细胞的能力
，它们对于我们身体细胞的更新至关重要。
然而，随着年龄的增长，我们的身体也可能在细胞层面积累一些损伤：我们的遗传物质—— DNA ，可能因为各种原因受损。这些损伤可能来源于外界化学物质或物理因素等的刺激，也可能在细胞分裂的正常过程中偶然发生，让 DNA 的变异逐渐积累。随着时间的推移，这些突变可能会影响控制细胞生长和分裂的基因，
让一些细胞开始不受控地分裂增殖，从而导致癌变。
不过我们的身体和细胞对此也有应对措施，
它们有着一些修复机制
，干细胞会不断自我修复和更新，以确保 DNA 损伤不会对机体和细胞的正常功能造成影响。但这些修复机制不是完美的，一些突变仍然会被保留下来，尽管短时间内可能不会对机体功能造成影响，但随年龄增长，这些突变——尤其是在干细胞中的突变——
仍可能会不断积累，最终导致肿瘤的形成
。
癌症在人类各个年龄段都会发生，
但在人类生命的第六个和第七个十年
，
发病率会急剧上升
。这时，人体不管是组织、器官还是细胞层面，都已经出现了明显的衰老。对于细胞来说，“衰老的标志”包括端粒缩短、基因组更加不稳定、代谢压力增强、细胞间通讯失调和表观遗传学改变等，这些变化会对身体组织产生多种有害影响。对于干细胞来说，
衰老可能会损害它们自我修复的能力
，从而增加癌变的风险。
越过特定年龄段，患癌风险反而开始下降（图片来源：NIH）
然而有科学家发现，尽管随着年龄增长，癌症发病率会逐渐上升，
但超过某个年龄段之后，
一些癌症的发病率却反而有所下降
。以约占全球癌症死亡率 7% 的肺腺癌为例：确诊肺腺癌的中位年龄为 71 岁；且不管是吸烟者还是非吸烟者，肺腺癌发病率都会随着年龄的增长而增加。然而，
这一发病率却在 80～85 岁后开始下降。
在两个月前发表于《自然》
（Nature）
的一项小鼠研究中，研究人员探究了其中的原理。
“衰老的细胞失去了自我更新的能力，
因此也失去了形成失控生长的癌细胞的条件
。”该研究的第一作者，美国斯隆-凯特林癌症研究所
（Memorial Sloan Kettering Cancer Center）
的博士后研究员庄雪倩
（音译，Xueqian Zhuang）
博士说道。
研究团队利用小鼠来探究衰老如何影响癌症的发现，这些小鼠经过了基因编辑，很容易患上肺腺癌。他们花了两年多的时间将一批小鼠养至老年，并与 12～16 周大的的年轻小鼠相比较。他们重点关注了两组小鼠肺部的一种干细胞——肺泡 2 型细胞
（alveolar type 2 cells, AT2）
的再生能力、形成肿瘤的能力以及自我更新能力，因为肺部的癌变常常就起源于 AT2 细胞。结果发现，
尽管老年小鼠与年轻小鼠的基因突变水平相似，但老年小鼠形成的肿瘤却更少。
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要解释其中的机制，
不得不先提到一种对细胞至关重要的元素——铁。
铁元素是细胞产能、DNA 合成和细胞分裂所必需的元素。铁含量高会
促进细胞生长和增殖
，这就是为什么癌细胞通常比正常细胞需要更多的铁。而一些癌症的治疗方法也会从铁元素下手，即通过引发癌细胞的
“铁死亡”
（Ferroptosis，由铁诱导氧化应激引起的细胞死亡）来杀死癌细胞。
研究者发现，老年小鼠 AT2 细胞中一种叫做 NUPR1 的蛋白质含量更高，这是一种转录因子，其含量的升高会让 AT2 细胞对铁稳态的调控出现紊乱，出现“功能性缺铁”
（functional iron insufficiency）
，即就算细胞内铁含量不低，
但细胞“误认为”自己铁含量低，并表现出缺铁时的特性
——不过研究者目前还没弄清其中的具体机制。
而这些“误认为自己缺铁”的 AT2 细胞，便失去了很大一部分分裂和分化的能力——
刚好这也是肿瘤发生所必需的能力
。也因此，即便老年小鼠 AT2 细胞中的基因突变也不少，但由于这些细胞失去了增殖的能力，因此发展成肿瘤的可能性也减少了。
但另一方面，如果研究者给老年小鼠补充足量铁元素或减少其细胞中的 NUPR1 数量，这种影响便可以被逆转——
即细胞的增殖能力会恢复，但也更容易癌变了。
“我们认为，这一发现可能会给人们带来一些直
接的帮助。
”该研究的通讯作者图奥马斯·塔梅拉
（Tuomas Tammela）
说。“如今，数以百万计的人在新冠大流行之后，由于感染或其他原因，肺部没有完全愈合，因此肺功能不足。而我们的小鼠实验表明，
给予铁元素或可帮助肺部细胞的更新和再生。
”
不过，“这种方法可能不
适合患癌风险较高的人群
。”塔梅拉补充道。
[1]https://www.nature.com/articles/s41586-024-08285-0
[2]https://www.mskcc.org/news/cancer-risk-declines-in-old-age-new-msk-research-helps-explain-why
[3]https://www.cancer.gov/about-cancer/understanding/statistics
[4]https://www.cancer.gov/about-cancer/causes-prevention/risk/age
[5]https://www.nature.com/articles/s41568-025-00790-2
[6]https://www.nature.com/articles/s41419-020-2298-2#:~:text=Ferroptosis%20is%20a%20new%20type,of%20ferroptosis%20is%20iron%2Ddependent.
来源丨环球科学
作者丨
冬鸢
责编丨杨雅萍
审校丨徐来、林林
