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衰老的本质是细胞衰老,3步清除衰老细胞,衰老细胞有多可怕?

版权声明:本文首发自瘦龙健康,中国肥胖问题的死磕侠,我已委托“维权骑士”为我的文章进行维权行动。

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本文编辑字数3641字,预计阅读时间,10分钟。


衰老细胞,相信大家都不陌生了。

细胞衰老是衰老的标志,与一系列细胞和非细胞自主过程有关,对健康造成很多种后果。

早在上世纪60年代以前,变老在很多人看来,更好像是一种外在表现,比如随着年龄增长,人可能长皱纹、行动缓慢,或者生病等等。

后来科学家发现,细胞的复制能力,是有限度的,到了一定的年龄就会失去增殖能力,被定义为细胞层面的“衰老”。

这些衰老的细胞不但不增殖,还会分泌一组共同的蛋白质,被称为衰老相关分泌表型(SASP)

不同类型的细胞在衰老时都会产生这种衰老细胞标记物,并且在衰老的器官和组织中也会累积大量 SASP。

于是人们就把衰老细胞和人体衰老给联系起来了,到目前为止,医学界已经确定了几种衰老途径,在发育,癌症和衰老等过程中起着重要作用。

衰老细胞有多可怕?

其实,细胞衰老并不总是有害的,衰老细胞是积极还是消极作用,与它们在体内停留的时间直接相关。

→好的衰老细胞

健康组织开始衰老,是对不同的内部和外部刺激的反应,比如端粒磨损、DNA损伤(烷化剂、辐射)、中毒、线粒体功能障碍等。

要知道,DNA 受损的细胞有成为癌性肿瘤的风险,细胞会突破限制地增殖下去,所以细胞衰老,通过阻止细胞增殖来抑制癌症

这些细胞表现出特征表型,包括分泌大量影响其环境的因子(SASP),会吸引免疫系统识别和消除衰老细胞

在这种急性或短期衰老的情况下,组织在再生过程后恢复正常。

这被称为急性衰老细胞,在肿瘤抑制、有效伤口愈合、胚胎发生、胎盘形成和组织再生等过程起直接和积极的作用。

→慢性衰老细胞

内部和外部刺激的类型和持续时间,决定了对衰老细胞的最终影响,也就是它们会成为积极的还是有害的衰老细胞。

当刺激持续存在,并降低免疫系统识别和消除衰老细胞的能力,这些细胞就会积累。

另外,如果刺激不够强,但是持续时间很长,比如慢性炎症或者持续的氧化应激,就会引导细胞慢性衰老并累积。

衰老细胞的持续存在会对体内环境产生负面影响,同时通过 SASP 诱导其他细胞的损伤,不稳定或衰老。

随着时间的推移,这些“继发性”受损细胞也会变得有害或衰老,增加了组织的细胞不稳定性,导致功能障碍和疾病。

→僵尸衰老细胞

在慢性衰老细胞中有一类特别可怕,称为“僵尸”细胞,就是衰老后一直没有清除掉的细胞,与多种疾病的发作有关。

很多研究都观察到,衰老细胞随着年龄的增长而增加,在骨关节炎和动脉粥样硬化等年龄相关疾病的病变部位,发现衰老细胞积累。

比如癌症,虽然细胞衰老在初始设定中是为了减少癌症,但是慢性衰老细胞也成了癌症的主要原因。

在脑病理学部位也检测到了衰老细胞积累,包括帕金森病和阿尔茨海默病

衰老细胞在动脉粥样硬化中也起到关键作用,如果特异性去除可以减缓疾病的进展。

此外,不同的组织部位和细胞类型的衰老对疾病的发展是不同的,巨噬细胞衰老会影响冠心病,而主动脉细胞衰老会增加血管僵硬。

SASP 炎症因子是什么?

衰老细胞是怎么有害的?这就跟衰老相关分泌表型(SASP)有关了。

→SASP 炎症因子

衰老细胞在基因表达方面发生许多变化,包括分泌蛋白表达增加,可以促进细胞的退行性或过度增殖性变化。

SASP 因子主要有两种,白细胞介素 IL-6 和 IL-8,可能具有改变组织微环境的效果,但都是非自主的。

什么意思呢?就是说SASP可能是有益的,也可能是有害的细胞非自主效应。

许多 SASP 成分刺激组织修复和再生,并在分子水平上作为“危险信号”,引起组织注意,启动组织修复,这就是有益的细胞非自主功能。

然而,当 SASP 长期存在,会产生一个衰老的微环境,这种环境不但诱导非侵袭性的癌细胞有害化和侵袭性,还有促进炎症的效果。

→SASP 的发展

这种衰老相关的分泌表型 SASP 在一开始缓慢发展,但是在 DNA 损伤足够大之后,SASP 发展会非常迅速

另外,有两种因素能够显着放大并加速 SASP 的发展,一是致癌RAS表达,致癌 RAS 是许多癌细胞中细胞增殖的驱动因素。

在正常细胞中,致癌 RAS 会引起遗传毒性应激和衰老,诱导SASP。

另一种影响因素是 p53 肿瘤抑制蛋白的功能丧失,在细胞经历DNA损伤后,p53 可能通过迅速停止生长来抑制 SASP。

另外,p53 优化 DNA 修复,所以 p53 功能的丧失与引起衰老的损伤相结合,能够极大地放大 SASP。

如何清除衰老细胞?

急性衰老细胞有积极影响,而且一旦引起了免疫细胞的注意,就会很快有免疫细胞来清除它们。

→杀死衰老细胞

真正棘手的是慢性衰老细胞和僵尸细胞,它们不会有免疫细胞来清除,而且在SASP 的状态中不断分泌促炎和促肿瘤因子。

一种消除慢性衰老细胞思路是利用生物技术杀死衰老细胞,靶向衰老细胞中激活的途径。

这种选择性地诱导衰老细胞死亡的技术已经发现了不少,并且还在不断增长,比如达沙替尼和槲皮素等。

但由于给药不是定向的,因此还是存在副作用,最近科学家发现了一种新的策略,就是用含有药物的纳米胶囊专门靶向衰老细胞

这些纳米胶囊的外层由衰老细胞中的一些酶组成,这样药物只会在衰老细胞内释放,杀死它们。

不过这种方式目前还只停留在动物实验,目前正在临床试验中是用这种技术来治疗不同的疾病,比如抗癌疗法。

→改善免疫系统,清除衰老细胞

消除衰老细胞的另一种可能的方法,是提高免疫细胞的数量和活性

免疫细胞可以选择性地识别和去除衰老细胞,比如自然杀伤(NK)细胞和T细胞。

另外,T 细胞介导一种适应性免疫应答机制,可以启动衰老细胞的免疫依赖性清除,称为衰老监测。

但是免疫功能随年龄的增长而下降,NK 和 T 细胞功能在老年人中都会下降,所以老年时有大量衰老细胞。

目前一些抗癌疗法是基于免疫疗法,根据致病细胞和正常细胞之间抗原表达的差异,刺激免疫系统识别和杀死疾病相关细胞。

但是,衰老抗原和癌症的抗原肯定是不一样的,这种特异性的识别以靶向衰老细胞可能很困难。

→抑制 SASP

如果直接去除衰老细胞的难度很大,降低 SASP 的作用,可能也是抑制慢性衰老细胞的有效策略。

其实,SASP 并不止包含白细胞介素 IL-6 和 IL-8,还包括很多促炎细胞因子、趋化因子、生长因子和蛋白酶。

要抑制 SASP 可以抑制致癌 RAS 的过表达,一种蛋白质 MK2 激酶抑制剂正在研究,也许可以抑制衰老相关的炎症。

另外,核因子 NF-κB 信号通路也是 SASP 的重要诱导剂,白藜芦醇、芹菜素、麦芽芥素和山奈酚可以通过降低 NF-κB 活性来抑制SASP。

NF-κB 和 SASP 的另一个重要激活剂是白细胞介素-1α(IL1A),破坏 IL1A 受体信号传导可以抑制 SASP。

事实上,糖皮质激素皮质醇和皮质酮就抑制 IL1A 信号传导,并降低 SASP 成分的表达,mTOR抑制剂雷帕霉素也抑制 IL1A。

SASP 的其他调节剂还有很多,包括 p53、Sirt1和 NAD+/NADH氧化还原。

有趣的是,白藜芦醇能够抑制SASP,也能够激活 Sirt1,也许白藜芦醇对于激活 p53有一定作用。

→一些成分清除衰老细胞

能够清除衰老细胞的成分,叫做senolytics,已经发现有很多成分可以清除衰老细胞。

比如说,2021年中科院的PCC1,清除衰老细胞,小鼠寿命延长了64.2%。

能够清除衰老细胞的东西,我们汇总一张图,大家可以收藏起来。

关键的瘦龙说

衰老细胞是由各种各样的刺激诱导的,除了外部的环境和化合物伤害,长期的高热量冲刷线粒体,也会造成内部刺激源。

衰老细胞是年龄相关功能障碍的原因之一,正常细胞向衰老细胞的“转化”,也是不同生理情况下的内部和外部压力源完成的。

去除衰老细胞和减少SASP,越来越被认为是预防年龄相关病理的有效策略。

目前消除衰老细胞的疗法集中在三种主要方式,包括使用靶向清除,抑制SASP和改善免疫系统的功能

总的来说,这几种方式都有各自的优缺点.

我们期待更严谨的临床实验,但是通过药物干预衰老细胞和 SASP,提供了抗衰的新解决方案。

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