近日，来自中山大学的研究团队再一次揭示了“神药”的新发现——二甲双胍能够从细胞数量、效应功能、端粒酶含量以及基因表达等多方面抑制T细胞的衰老，从而有效预防年龄相关的疾病。难怪医学界的人戏称“二甲双胍已经不是药了，而是开启宇宙新纪元的钥匙”！

https://doi.org/10.1186/s12979-023-00394-0

首先，研究者从中山大学附属第一医院收集了过去6年来肺癌患者的样本，发现了个有趣的现象：与年轻人和老年人相比，中年人（45-65岁）中罹患肺癌的比例显著增加。

过去六年来中山大学第一附属医院的肺癌患者样本（n=4498）事实上，这一现象的出现与衰老T细胞数量增加息息相关。代表性流式细胞术分析显示，中年患者中CD8+衰老T细胞的数量明显高于年轻组（<45岁）和老年组（>65岁），类似的情况也出现在CD4+衰老T细胞亚群中。但整体来看，CD8+衰老T细胞的比例高于CD4+T细胞。

随着年龄的增长，中老年人群的胸腺会逐渐萎缩，幼稚T细胞数量减少，而记忆T细胞的数量会随之增加。当机体受到外界抗原攻击时，记忆T细胞会分化为效应记忆T细胞（Tem）。其中，衰老T细胞便是源自处于T细胞分化末期的效应T细胞（Teff）。研究者观察到，虽然老年组中Tem的比例最高，但中年组的CD57+KLRG1+双阳性细胞比例依然最高，即具有衰老T细胞表型的Tem细胞比例在45-65岁的人群中最高。

FACS分析得到的中年人群中CD8+衰老T细胞比例情况衰老T细胞含量的增高自然会导致与年龄相关的疾病发生，尤其是肿瘤。如果能找到某种药物可以调节T细胞的衰老，是不是就能够有效地降低与年龄相关的疾病风险呢？

于是，研究者想到了“神药”二甲双胍！考虑到二甲双胍在抗肿瘤和抗衰老方面起着重要作用，研究者进一步开展了体外研究，采用不同浓度的二甲双胍（包括0mM、5mM、10mM和20mM）对中年组中提取到的外周血单个核细胞（PBMC）进行治疗，以探究了其对于衰老T细胞的影响。结果显示，5mM二甲双胍治疗对衰老T细胞几乎没有影响；但当浓度升高到10mM时，衰老T细胞的数量显著减少，从占比47.29%降低到了34.3%，即抑制率达到了27.5%；而当再次升高浓度到20mM时，CD8+衰老T细胞的含量也出现了下降，抑制率升高至39.4%。总结来说，二甲双胍的治疗能够有效减少中年人群中衰老T细胞的含量。

二甲双胍治疗后中年组CD8+衰老T细胞的数量显著减少事实上，二甲双胍对于衰老T细胞的影响，主要作用于衰老相关分泌表型（SASP）。衰老T细胞分泌出的SASP可能会对邻近的健康细胞造成损害，甚至诱导衰老的发生。比如，IFN-γ便属于SASP的范畴，在衰老T细胞中高度表达。

但当研究者进一步使用20mM的二甲双胍治疗中年组PBMC，持续24小时后发现，与对照组相比，二甲双胍治疗明显抑制了衰老T细胞中IFN-γ的分泌。促炎细胞因子IL-6是存在于各类衰老细胞中的SASP因子之一，主要由先天性免疫细胞分泌，包括单核细胞和树突状细胞。分析中年组外周血CD3阴性细胞后发现，二甲双胍治疗能够有效抑制IL-6的分泌比例，甚至降低了CD3-细胞的IL-6表达水平。类似的情况也发生在T细胞中，即二甲双胍治疗同样减少了T细胞中IL-6的产生。

二甲双胍抑制CD3阴性细胞中IL-6的产生当然，二甲双胍对于衰老T细胞的影响不只于上述两点，而是多方面的。研究者观察到，在二甲双胍的治疗下，CD8+衰老T细胞分泌出的肿瘤坏死因子α（TNF-α）呈现增加的趋势。TNF-α是一种有效的促炎细胞因子，在免疫系统、炎症和宿主防御的维持和平衡中发挥着重要作用。

此外，二甲双胍还能增加端粒酶浓度，从对照组的0.71ng/ml升高至1.33ng/ml。端粒酶是一种具有逆转录活性的酶，负责合成端粒DNA并保持端粒长度，在保持染色体稳定性方面发挥着至关重要的作用。随着T细胞的老化，端粒缩短，端粒酶活性下降，导致其丧失增殖能力；但使用二甲双胍治疗后，端粒酶的浓度有所升高，也就意味着抗衰老的可能。免疫衰老的特点，除了老年T细胞增加外，另一个点为“具有干细胞性的幼稚T细胞的减少”。更有意思的是，二甲双胍的治疗甚至能够增加未分化T细胞的数量。二甲双胍增加了端粒酶浓度和未分化的T细胞最后，研究者的探究不局限于表面，而深入挖掘到了基因层面。对PBMC进行RNA测序后发现，二甲双胍治疗组与对照组之间存在26,089个差异表达基因（DEGs）。与对照组相比，二甲双胍治疗组中与SA-β-Gal相关的基因GLB1明显减少，DNA损伤相关基因（包括CDKN1A、CHEK2、E2F2等）出现了明显下调。

相反，二甲双胍促进了细胞周期蛋白相关基因CCNG1和CCND2的表达。同时，与干性相关的TCF7、SELL、CD28、CD27基因表达的增加，也解释了“为什么未分化T细胞的数量有所升高”。也就是说，二甲双胍之所以能发挥抗衰老的作用，还得追溯到最本质的基因表达改变。与二甲双胍治疗相关的基因表达的RNA-seq分析综上所述，T细胞衰老会导致免疫功能失调和衰老相关疾病的发生，而本研究提出了二甲双胍治疗对衰老T细胞具有抗衰老作用的有力证据——二甲双胍能够减少衰老T细胞的数量、减少SASP的产生、促进端粒酶的增加以及升高未分化T细胞的数量，从而发挥抗衰老的作用。二甲双胍啊二甲双胍，你还有多少惊喜是我们不知道的？

即使距二甲双胍首次合成已过去了101年，但科学家仍无法完全阐明其发挥治疗作用的各种领域以及潜在机制，也期待二甲双胍能给我们带来更多的惊喜！

参考资料：

Yang, J., Liu, HC., Zhang, JQ. et al. The effect of metformin on senescence of T lymphocytes. Immun Ageing 20, 73 (2023). https://doi.org/10.1186/s12979-023-00394-0