随着年龄增长，人们似乎更容易“中招”感冒、流感乃至更严重的病毒感染。这背后，是免疫系统功能的悄然衰退，科学上称之为“免疫衰老”。然而，除了免疫细胞自身的老化，我们身体里还有另一类“衰老的居民”——衰老细胞。这些细胞虽然停止了分裂，却并未安静退休，反而变得异常“活跃”，持续地向周围环境分泌大量的信号分子，形成所谓的“衰老相关分泌表型”(SASP)。这些SASP因子就像在体内拉响了持续的低度炎症警报，但这种慢性炎症状态，究竟是如何影响我们对抗病毒入侵的第一道防线——先天性免疫系统的，其具体机制一直是个未解之谜。
为了揭开这个谜团，一项发表在《Aging Cell》上的研究进行了深入探索。研究人员发现，随着小鼠年龄增长，其体内的衰老细胞在多个器官（如肺、肝、脑、脾、肾）中系统性累积，与此同时，它们对抗单纯疱疹病毒(HSV-1)和甲型流感病毒(H3N2)感染的先天性免疫应答能力也同步下降。具体表现为，老龄小鼠感染病毒后，血清中的关键抗病毒细胞因子如干扰素-β(IFNβ)和CXCL10水平显著降低，而病毒在组织中的载量却更高，导致的组织病理损伤也更严重。这表明，衰老细胞的累积与先天性抗病毒免疫功能的受损密切相关。
那么，衰老细胞是如何“远程操控”并削弱免疫防御的呢？研究者将目光投向了SASP。他们利用DNA损伤药物依托泊苷(etoposide)在细胞中诱导衰老，并收集这些衰老细胞的培养上清（即含有SASP的条件培养基）。实验表明，无论是衰老细胞自身，还是用其上清处理其他正常细胞，都会显著抑制病毒触发的抗病毒基因（如Ifnb1、Isg56）的表达。这说明，衰老细胞分泌的SASP因子，而非细胞自身的内在特性，是抑制先天性免疫应答的关键媒介。而且，这种抑制效应在不同细胞类型（如小鼠胚胎成纤维细胞MEFs、人包皮成纤维细胞HFF-1）和不同衰老诱导方式（如复制性衰老、癌基因诱导衰老、病毒感染诱导衰老）中均保守存在，凸显了SASP抑制免疫的普适性。
通过筛选，研究人员从众多SASP因子中锁定了四个“关键角色”：生长分化因子15(GDF15)、胰岛素样生长因子1(IGF1)、白细胞介素-1α(IL1α)和白细胞介素-6(IL6)。在分子机制上，这四员“大将”兵分两路，协同作战。一路由GDF15和IGF1领衔，它们通过激活受体酪氨酸激酶(RTK)信号，启动下游的蛋白激酶B(AKT)和丝裂原活化蛋白激酶激酶(MEK)通路。活化的AKT和MEK会促使另一个关键激酶——糖原合成酶激酶-3β(GSK3β)的第9位丝氨酸发生磷酸化(p-GSK3βS9)，这种修饰抑制了GSK3β的活性。而活化的GSK3β原本是正调控抗病毒信号通路所必需的，它能促进TANK结合激酶1(TBK1)和干扰素调节因子3(IRF3)的磷酸化与激活。因此，GDF15/IGF1通过AKT-MEK轴“关掉”了GSK3β，进而抑制了下游的TBK1-IRF3信号轴，最终阻碍了干扰素等抗病毒基因的表达。在机制上，敲除Gsk3b基因能消除GDF15/IGF1的免疫抑制效应，证实了GSK3β是此通路中的核心枢纽。
另一路由IL1α和IL6主导，它们的作用方式更为“间接”但持久。这两种白细胞介素通过相应的受体信号，诱导细胞持续产生非经典核因子-κB(NF-κB)通路的两个关键组分：p52和其转录伙伴RelB。p52-RelB异源二聚体形成后，会竞争性地结合到Ifnb1基因启动子区，与经典的p50-p65 NF-κB二聚体以及IRF3“抢地盘”，从而抑制病毒触发的Ifnb1基因转录。研究显示，短期（6小时）暴露于IL1α/IL6会轻微促进抗病毒反应，但长期（24小时）处理则产生强烈的抑制效果，这与p52-RelB的诱导积累时程相吻合。敲除Relb基因能够解除IL1α/IL6的抑制作用，证明了p52-RelB在此通路中的必要性。
有趣的是，这两条通路并非各自为战，而是“协同作战”。GDF15/IGF1通路能快速（数小时内）通过翻译后修饰抑制信号传导，而IL1α/IL6通路则通过诱导转录因子的表达，提供更持久的转录水平抑制。在细胞实验中，同时敲除Gsk3b和Relb，能几乎完全抵消整个SASP对病毒诱导的TBK1、IRF3磷酸化以及STAT1表达的抑制作用，证明这两条通路共同介导了SASP的免疫抑制功能。
最重要的发现来自于在体实验。研究者在老龄小鼠（18月龄）体内检测到血清中GDF15、IGF1、IL1α、IL6水平显著高于年轻小鼠，且随年龄增长而进一步升高。当用中和抗体（抗GDF15、抗IGF1受体、抗IL6受体）和受体拮抗剂(IL1Ra)联合阻断这四种SASP因子的作用后，老龄小鼠感染HSV-1或H3N2病毒后，血清IFNβ、CXCL10和肿瘤坏死因子-α(TNFα)水平显著回升，肝脏和肺部的病理损伤减轻，组织中的病毒抗原载量也明显下降。这充分证明，在生物体整体水平上，靶向中和这四种关键的衰老相关因子，能够有效恢复老龄个体的先天性抗病毒免疫能力。
关键技术方法
本研究整合了多种实验技术。在体研究方面，使用了不同月龄（3-31个月）的C57BL/6小鼠队列，通过腹腔注射单纯疱疹病毒(HSV-1)或鼻腔滴注甲型流感病毒(H3N2)建立感染模型，并采用酶联免疫吸附试验(ELISA)检测血清细胞因子，苏木精-伊红(H&E)染色和免疫组织化学(IHC)分析组织病理与病毒抗原。体外机制研究主要依赖于细胞模型，包括用依托泊苷、癌基因HRasG12V、病毒(VSV)感染或重复传代诱导多种细胞（如小鼠胚胎成纤维细胞MEFs）衰老，收集其衰老相关分泌表型(SASP)条件培养基进行功能研究。分子机制探索采用了RNA干扰(siRNA)和CRISPR/Cas9基因敲除技术敲低或敲除特定基因（如Gsk3b、Relb），通过蛋白质免疫印迹(Western Blot)分析信号蛋白磷酸化，染色质免疫共沉淀(ChIP)分析转录因子与DNA结合，以及实时定量聚合酶链反应(RT-qPCR)和RNA测序(RNA-seq)分析基因表达。
研究结果
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2.1 衰老抑制小鼠的先天性抗病毒免疫
通过系统比较不同年龄小鼠对HSV-1和H3N2病毒感染的反应，发现随着年龄增长，小鼠血清IFNβ和CXCL10水平进行性下降，而病毒在肝、肺等器官中的载量增加，组织病理损伤加剧。同时，免疫组化显示，衰老标志物p16和p21阳性的细胞在30月龄小鼠的多个器官中系统性积累。病毒感染本身也能诱导感染局部组织产生衰老细胞。
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2.2 衰老细胞分泌的SASP抑制先天性抗病毒免疫应答
体外实验证实，无论是衰老细胞自身，还是用其SASP条件培养基处理其他细胞，都会显著抑制仙台病毒(SeV)或HSV-1触发的抗病毒基因（Ifnb1、Isg56、Cxcl10）表达，并抑制TBK1、IRF3和STAT1的磷酸化激活。这种抑制作用在不同细胞来源和不同方式诱导的SASP中均存在。
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2.3 鉴定出抑制先天性抗病毒应答的关键SASP成分
通过RNA-seq与分泌蛋白数据库交叉分析及功能筛选，鉴定出GDF15、IGF1、IL1α和IL6是介导SASP免疫抑制功能的关键因子。重组蛋白实验证实它们能单独抑制病毒诱导的抗病毒基因表达。在衰老细胞中联合敲低这四个因子的mRNA，可削弱其SASP的抑制能力，显示它们功能上既有冗余（GDF15与IGF1之间，IL1α与IL6之间）又有协同（GDF15/IGF1与IL1α/IL6之间）。
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2.4 GDF15/IGF1通过AKT-MEK介导的GSK3β-TBK1-IRF3轴抑制抑制先天性抗病毒应答
机制研究表明，GDF15和IGF1通过激活AKT和MEK，促使GSK3β在Ser9位点发生抑制性磷酸化，并降低其Tyr216位点的激活型磷酸化，从而抑制GSK3β活性。失活的GSK3β进而导致下游TBK1和IRF3的磷酸化激活受阻。使用AKT或MEK抑制剂、敲除Gsk3b基因或表达激酶失活的GSK3β突变体，均可逆转GDF15/IGF1的免疫抑制效应。
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2.5 IL1α/IL6通过诱导p52-RelB抑制先天性抗病毒基因的转录
另一条通路中，IL1α和IL6通过诱导非经典NF-κB通路组分p100/p52和RelB的持续表达。形成的p52-RelB二聚体竞争性结合到Ifnb1基因启动子区，干扰了经典NF-κB (p50-p65) 和IRF3的结合，从而在转录水平抑制Ifnb1的表达。敲除Relb基因可解除IL1α的抑制作用，并增强p65和IRF3在启动子区的募集。
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2.6 GSK3β和RelB在抑制先天性抗病毒应答中的协同作用
同时敲除Gsk3b和Relb，能完全逆转SASP对病毒诱导的TBK1、IRF3磷酸化以及STAT1表达和磷酸化的抑制作用，证明这两条通路共同且协同地介导了SASP的免疫抑制功能。
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2.7 中和SASP细胞因子可恢复老龄小鼠的抗病毒应答
在体实验证实，GDF15、IGF1、IL1α、IL6的血清水平随小鼠年龄增长而升高。在18月龄老龄小鼠中，联合使用中和抗体/受体拮抗剂阻断这四种因子，可显著提升病毒感染后血清IFNβ、CXCL10和TNFα水平，减轻肝、肺组织病理损伤，并降低组织中的病毒抗原载量。
研究结论与意义
该研究系统阐明了衰老细胞通过其分泌组——衰老相关分泌表型(SASP)削弱机体先天性抗病毒免疫的两条核心分子通路。一条是GDF15和IGF1触发的AKT-MEK-GSK3β通路，在翻译后水平快速抑制TBK1-IRF3信号轴的激活；另一条是IL1α和IL6诱导的p52-RelB通路，在转录水平持续干扰抗病毒基因的表达。这两条通路在时间和空间上协同作用，共同导致老龄个体免疫防御功能下降。更为重要的是，研究在动物模型上验证了同时靶向中和这四个关键SASP因子的治疗潜力，能够有效逆转老龄小鼠的免疫抑制状态，增强病毒清除能力并减轻组织损伤。
这项工作将“细胞衰老”、“器官衰老”与“先天性免疫功能障碍”这三个衰老研究的关键领域紧密联系起来，揭示了SASP是连接衰老与感染易感性增加的重要桥梁。它不仅深化了对免疫衰老机制的理解，更重要的是为开发针对老年人群的免疫增强策略提供了新的思路和潜在的干预靶点。通过特异性拮抗GDF15、IGF1、IL1α和IL6，或许能在不清除衰老细胞的前提下，部分恢复老龄个体的免疫活力，从而为防御流感、新型冠状病毒(SARS-CoV-2)等病毒感染提供新的辅助治疗手段。同时，该研究提示，针对SASP的干预也可能有助于改善衰老相关的慢性炎症状态及相关的疾病进程。
