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细胞过程:衰老在疾病中起什么作用?

当细胞停止增殖和不可逆地退出细胞周期时,就会发生细胞衰老。虽然这是开发和组织重塑期间的一个正常过程,但衰老也与衰老期间组织功能的普遍下降以及多种疾病状态有关。这包括癌症进展、动脉粥样硬化、糖尿病和神经退化。因此,了解衰老细胞为何会影响这些病况并开发其特定清除方法可为许多人类疾病的治疗提供治疗价值。

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DNA 损伤会触发衰老,这是一种潜在的防御机制,可防止细胞分裂发生有害基因突变。因此,细胞衰老有重要的抗肿瘤功能。介导衰老的许多蛋白都是已知的肿瘤抑制因子,例如 p53p16INK4A视网膜母细胞瘤蛋白 (Rb)。€‚因此,这些基因的突变与多种癌症类型有关。但是,衰老细胞可通过上调和释放细胞因子、蛋白酶以及能改变肿瘤微环境的生长因子来促进癌症进展。衰老细胞的这一属性被称为衰老相关分泌表型 (SASP)。€‚这些因子的分泌可促进血管生成、细胞外基质重塑或上皮-间质细胞转换 (EMT),从而导致肿瘤进展和转移。此外,与 SASP 相关的炎症可诱导免疫抑制,从而进一步加速未经抑制的癌细胞生长。

在神经系统中,衰老可导致多种与年龄相关的神经退行性疾病,包括阿尔茨海默病 (AD)帕金森病和肌萎缩性脊髓侧索硬化症 (ALS)。在这些疾病和其他神经退行性疾病中,由 SASP 信号转导介导的神经炎症炎症小体可导致神经元丧失。例如,在阿尔茨海默病中,被称为少突胶质前体细胞的一种特定类型神经胶质细胞似乎增加,并表现出衰老表型。衰老细胞裂解疗法—选择性触发细胞死亡并清除衰老细胞的化合物适用于 AD 小鼠模型,可显著降低神经炎症和淀粉样斑块负担(Zhang P, 2019;PMID:30936558).

胰腺中分泌胰岛素的 β 细胞的衰老与 I 型和 II 型糖尿病的进展有关,可分别影响自身免疫性和代谢功能。在这些疾病中,衰老会降低 β 细胞的增殖能力以及 SASP 组分的分泌,从而加重当前炎症和组织损伤。与阿尔茨海默病的案例一样,糖尿病动物模型中的衰老细胞裂解处理在抑制病程方面显示出有前景的效果(Thompson PJ, 2019;PMID:30799288) .

血管衰老似乎会促进动脉粥样硬化的发展。尤其是血管平滑肌和内皮细胞的衰老增加会促进动脉粥样硬化斑块形成(Uryga AK, 2016;PMID:26174609). 这种情况部分归因于在 SASP 的刺激下炎症增加,以及转化生长因子 β 介导的组织稳态和组织修复降低。

有趣的是,高龄已被确定为是发生前述各种疾病的一个常见风险因素。众所周知,衰老期间衰老细胞会在大多数组织中聚集,这并不奇怪—这一事实进一步提示衰老与年龄相关疾病之间的联系。

您是否曾考虑过衰老与您所研究的特定疾病领域之间的联系?

有关细胞衰老、其在疾病进展中的作用以及衰老研究检测的更多信息,请查看 CST 的衰老信号转导通路。

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