軸突再生和神經功能的恢復在老年人中極為有限。因此，神經系統受傷后通常會出現嚴重和長期的殘疾。科學家們對因衰老出現再生失敗的分子機制了解不多，阻礙了在開發有效的神經系統修復療法方面取得進展。為了促進神經系統修復策略的設計，人們迫切需要確定導致因衰老出現再生失敗的關鍵分子機制和細胞機制。
衰老會導致細胞信號傳導的廣泛改變，包括代謝、**和整體組織平衡的變化，這在神經系統的生理學特性和損傷反應中起著關鍵作用。因此，在一項新的研究中，來自英國帝國理工學院的研究人員猜測衰老的神經系統在受傷后會出現獨特的分子和細胞修飾，這將有助于促進因衰老而出現的再生能力下降。為此，他們通過對年輕小鼠和年老小鼠坐骨神經損傷的成熟模型中的背根神經節（dorsal root ganglia, DRG）進行RNA測序，系統性地研究了與衰老和神經系統損傷有關的分子和細胞特征。對這些機制的深入了解可能發現以前沒有認識到的分子靶標，以對抗因衰老而出現的再生能力下降。相關研究結果發表在2022年5月13日的Science期刊上，論文標題為“Reversible CD8 T cell–neuron cross-talk causes aging-dependent neuronal regenerative decline”。
對RNA測序數據的初步分析發現，衰老主要與小鼠坐骨神經損傷后DRG中T細胞激活和信號傳導的明顯增加有關。隨后的實驗表明，衰老與坐骨神經損傷前后DRG中包括****在內的炎性細胞因子的增加有關。
具體來說，這些作者發現****β是NF-κB磷酸化所必需的，NF-κB磷酸化驅動趨化因子CXCL13在DRG感覺神經元中的表達。在坐骨神經損傷后，CXCL13在通過過表達主要組織相容性復合物I型（MHC I）作為抗原呈遞細胞發揮作用的神經元附近吸引了表達CXCL13受體CXCR5的CD8+ T細胞。CXCR5+CD8+T細胞與表達MHC I的感覺神經元的結合激活了caspase 3，而激活的caspase 3破壞了pAKT和pS6信號傳導，從而導致再生失敗。利用**拮抗caspase 3激活可以逆轉年老小鼠的再生失敗，并恢復pAKT和pS6的表達。
導致在感覺神經元受損后因衰老而出現再生失敗的事件序列。圖片來自Science, 2022, doi:10.1126/science.abd5926。
包括比較Cxcr5-/-細胞和野生型細胞的比較在內的過繼轉移實驗直接表明CXCR5+CD8+T細胞限制了年老小鼠坐骨神經損傷后的軸突再生。*后，用單克隆抗體中和CXCL13可以拮抗CXCR5+CD8+T細胞招募到DRG，并使年老小鼠坐骨神經感覺軸突的再生能力恢復到與年輕小鼠相當的水平。中和CXCL13也明顯促進了皮膚神經再支配和感覺功能的神經恢復。
綜上所述，這些作者鑒定出一種衰老依賴性機制，該機制基于CXCL13依賴性地招募和激活感覺神經元附近的CXCR5+CD8+T細胞，這些T細胞在與呈遞MHC I的DRG神經元溝通后限制了神經損傷后的軸突再生。用人源化單克隆抗體中和CXCL13可以逆轉再生能力的下降，并促進年老小鼠的神經系統恢復，這表明一種可能在未來療法中使用的途徑。（生物谷 Bioon.com）
