免疫系统如同军队一样，攻击外来致病体如细菌、病毒和癌细胞，并记住过去的入侵者，使得它能够发现同样具威胁性的病原体时，能快速启动攻击的方式。然而，与青壮年人相比，老年人免疫能力较差，比较容易因外来致病体感染而罹患较严重的并发症。但免疫力随年龄增长而弱化的确切机制，对科学家来说，仍然是未解的问题。
近日，哈佛医学院的研究团队发现小鼠 T 细胞的呼吸能力和单碳代谢（one-carbon metabolism）衰退可能是免疫力随年龄增长而弱化的原因之一，该研究刊登于《Proceedings of the National Academy of Sciences》上。
首先，该研究团队试图研究老化 T 细胞和年轻 T 细胞之间的差异。他们从年轻和年老的小鼠的脾脏中分离出 T 细胞，并且发现老年小鼠的 T 细胞较少。接着，为了评估细胞的免疫适应性，他们借由模仿病原体感染所诱导的讯息传递讯息来活化 T 细胞。与年轻 T 细胞相比，老化 T 细胞生长得更慢，分泌的免疫讯息传递分子更少，并且以更快的速度死亡。再来，他们还观察到老化 T 细胞具有较低的新陈代谢，消耗较少的氧气以及降低碳水化合物的分解效率。此外，它们的粒线体也比正常粒线体小。
为了找出代谢途径异常的机制，他们进一步分析了 T 细胞中所有蛋白质，包含能驱动 T 细胞从休眠状态转变为战斗状态的蛋白质。然后他们发现，与年轻 T 细胞相比，老化 T 细胞活化后，40 种蛋白质至少增加二倍，约 150 种蛋白质表现量低于正常值，在老年 T 细胞中，单碳代谢相关的蛋白质也减少了近35％。此外，发炎和免疫调节相关蛋白 VNN1、Nfkbid 和 foxp4 等也降低。
单碳代谢包含在细胞的粒线体和细胞质中发生的一系列化学反应，能产生DNA、胺基酸、核苷酸、蛋白质的构建模块，因此单碳代谢对于细胞复制来说也是相当重要的。团队研究团队也发现老化 T 细胞中的甲酸和甘胺酸等单碳代谢的主要产物表现量显著偏低。然后，他们决定重新加添甲酸和甘胺酸到老化 T 细胞，结果显示，老化 T 细胞增殖能力增加，而且其死亡率降低至正常值。
该研究作者 Marcia Haigis 教授表示，他们相信其研究结果有助于解释随着年龄增长而失去免疫防御的分子机制。未来若在进一步的研究和临床试验中获得肯定的结果，将进一步开发新的疗法，以帮助老年人改善其免疫功能。
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1. Proceedings of the National Academy of Sciences(PNAS), 2018; 201804149 DOI: 10.1073/pnas.1804149115
2. https://hms.harvard.edu/news/graying-t-cells
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