為什麼癌症風險在老年時會急劇下降?
兩項針對小鼠的研究表明,耄耋之年可能會有意想不到的好處:降低肺癌的風險。研究結果以預印本的形式發佈在bioRxiv伺服器上,強調了可能導致風險下降的特定基因,並揭示了它們與鐵代謝之間令人驚訝的聯繫。這些研究尚未經過同行評審。
人體肺泡中充滿腫瘤(人工染色)。一些證據表明,這些癌症的風險會隨著年齡的增長而降低。圖片來源:Moredun Animal Health Ltd/科學圖片庫
研究結果似乎有悖常理:癌症是一種與老化有關的疾病,許多癌症診斷的可能性在一個人六十四歲時達到頂峰。但在那之後,許多癌症的發生率卻神秘地下降了。
在佛羅裡達州坦帕市的H. Lee Moffitt癌症中心和研究所研究衰老和癌症的Ana Gomes說:“這是我們幾十年來的觀察結果。”她沒有參與預印本的研究。 “但我們真的無法解釋為什麼會這樣。”
年齡積累
癌症是由長期累積的DNA突變引起的。壽命的延長意味著有更多的機會收集大量的突變,這些突變是產生不受控制的惡性癌細胞所必需的。曾經能夠控制腫瘤的免疫反應也可能隨著年齡的增長而變得更加溫和。
但是,隨著年齡的增長,組織的變化也會透過改變癌細胞生存的環境來阻止腫瘤的生長。例如,老年的肺部往往比年輕的肺部有更多的疤痕組織。肺細胞的再生能力也會下降,對不受控制的生長壓力的適應能力也會下降。 Gomes說:“從結構和功能上講,老年人所處的環境與年輕時完全不同。”
為了進一步了解老化是如何影響腫瘤生長的,加州史丹佛大學的癌症生物學家Emily Shuldiner和她的同事研究了具有致癌突變的小鼠,作者透過基因開關控制了這種突變。研究團隊開啟了年輕小鼠和老年小鼠肺部的這些突變基因,發現年輕老鼠的腫瘤比年老鼠的更大、更頻繁。
研究人員還在小鼠腫瘤中使用了CRISPR-Cas9基因編輯技術,以評估20多個通常抑制腫瘤生長的基因中的每一個失活的效果。平均而言,在所有年齡的小鼠中,關閉這些基因中的大多數會增加腫瘤的生長速度,但年輕的小鼠比年長的小鼠有更多的腫瘤,而且它們長得更大。這表明一個不同的過程可能在抑制老年小鼠的癌症中起作用。
腫瘤的鐵腕療法
另一個由紐約紀念斯隆凱特琳癌症中心的癌症生物學家Xueqian Zhuang領導的研究小組發現,老化會增加小鼠和人類肺細胞中一種名為NUPR1的蛋白質的產生,這種蛋白質會影響鐵的代謝。然後這些細胞表現得好像它們缺鐵,限制了它們快速生長的能力,而快速生長是癌症的標誌。
為了進一步研究這項發現,研究團隊使用CRISPR-Cas9基因編輯技術使老年小鼠的Nupr1基因失去活性。他們肺部的鐵含量上升,小鼠變得更容易腫瘤,就像年輕的小鼠一樣。
作者還發現,80歲以上的人比55歲以下的人在肺組織中有更多的NUPR1,這表明這種機制在小鼠和人類之間可能是保守的。
癌症帶來的壓力
Gomes說,研究結果很好地證明,老化可以透過預防腫瘤的方式影響肺癌細胞的健康。但她補充說,人類和這些小鼠的腫瘤產生方式可能有重要差異。在人類中,致癌突變通常是逐漸累積的,癌症的種子可能在腫瘤被發現之前幾十年就已經埋下了。然而,在小鼠身上,當小鼠已經年老時,腫瘤是由致癌基因的突然開啟所引發的。
斯德哥爾摩卡羅林斯卡研究所(Karolinska Institute)的腫瘤學家和癌症流行病學家Cecilia Radkiewicz說,肺癌的結果可能不會轉化為其他組織的癌症。她說:“不同的癌症部位有很大的不同,因為有不同的生物驅動因素。”
Radkiewicz發現,在許多癌症中,隨著年齡的增長發生率的顯著下降可能是人為的。當她觀察在屍檢中發現腫瘤的頻率時,這種下降往往消失了。她說,這表明,即使在老年時期,各種癌症的發生率往往保持不變,但這些癌症在75歲以上的人群中被診斷或報告的頻率較低。
她補充說,肺癌是一個例外:即使考慮到屍檢數據,肺癌在老年人中的發病率實際上也有所下降。
總的來說,這些發現強調了研究老年小鼠癌症的重要性。她說,這樣的研究可能很困難:把小鼠養到老年既昂貴又耗時。但這結果可能為治療老年人和年輕人的癌症提供新的途徑,並突顯再生醫學的重要目標。
「人們通常認為老化就是壞事,」史丹佛大學的演化生物學家Dmitri Petrov說,他和Zhuang一起發表了這份預印本。 “但如果這項研究是正確的,那麼衰老就會發揮有益的作用。”