《Mechanisms of Ageing and Development》：The TGF-β1-oxidative stress axis underlies accelerated senescence of endothelial cells exposed to serum from hypertensive patients
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高血压患者血清通过TGF-β1信号通路和氧化应激加速内皮细胞衰老，表现为细胞存活率下降、迁移增强、端粒缩短及多种促衰老分子表达上调。
Pawe? Uruski|Justyna Miku?a-Pietrasik|Andrzej Tykarski|Krzysztof Ksi??ek
波兰波兹南医科大学，高血压学、血管病学与内科学系，D?uga 1/2 Str., 61-848 波兹南
摘要
背景
高血压（HT）与内皮细胞（ECs）的细胞衰老之间存在双向关联。然而，HT患者中EC衰老的机制尚未完全明了。
方法与结果
我们分析了71名原发性高血压患者的血清，并将其与25名健康捐赠者的血清进行了比较，以评估其对EC生物学的影响，包括生物标志物、信号通路和细胞衰老效应因子。研究结果表明，将EC暴露于HT患者的血清中（20%浓度，持续72小时）会损害细胞活力，同时增强细胞增殖、迁移和管状形成能力。这种效应伴随着HIF-1α表达的增加。此外，HT血清还增强了衰老标志物SA-β-Gal的表达，缩短了端粒长度，并上调了细胞周期抑制因子p16、p21和p53。在信号通路方面，HT血清激活了ERK1/2、p38 MAPK、AP-1/c-jun和Notch1。经HT血清处理的EC中的氧化应激指标也升高，表现为超氧化物生成增加、抗氧化剂（SOD、CAT）活性增强以及氧化DNA、蛋白质和脂质的积累。这些细胞的线粒体内膜电位降低，生物发生增加，可能是由于PGC-1α活性增强所致。呼吸链酶（包括细胞色素c氧化酶和NADH脱氢酶）的活性也有所提高。当HT血清处理的EC预先与ROS清除剂PBN共培养时，SA-β-Gal的活性下降。当含有高水平TGF-β1的HT血清与TGF-β1中和抗体共培养时，也观察到了类似的SA-β-Gal活性降低。重要的是，外源性TGF-β1在与其在HT血清中浓度相当的剂量下会诱导EC衰老。
结论
我们的结果表明，HT患者的血清通过TGF-β1和氧化应激信号通路相关机制促进EC衰老。
部分内容摘录
背景
原发性高血压（HT）是一种复杂的疾病，可能导致严重的健康并发症，包括心血管问题、慢性肾病，最终甚至死亡（Guzik和Touyz，2017）。由于动脉结构和功能的多种变化，血压（BP）往往会随年龄增长而逐渐升高（Lee和Oh，2010），因此老年人中的高血压发病率特别高（Chi等人，2019）。多种因素会导致血压升高，例如遗传倾向等。
化学物质和消耗品
除非另有说明，所有化学物质和培养用塑料均来自Sigma（圣路易斯，密苏里州）。重组形式的人类IL-6、TGF-β1、GRO-1和HGF以及特定的TGF-β1中和抗体均来自R&D Systems（阿宾登，英国）。
HT患者和健康志愿者的特征
本研究包括两组：25名健康志愿者（对照组）和71名新诊断为原发性高血压的患者（HT组）。高血压的诊断依据是欧洲心脏病学会2018年的指南。
HT患者的血清会损害EC的活力并促进其运动能力
EC分别暴露于对照（Con）血清和高血压（HT）血清中72小时，之后我们量化了凋亡和坏死细胞的数量。值得注意的是，这两种类型的细胞死亡都在粘附细胞以及从培养皿上脱落并漂浮在培养基中的细胞中进行了评估。利用annexin V检测凋亡，利用ethidium homodimer III检测坏死的结果显示，HT血清在大约20%的EC中诱导了这两种类型的细胞死亡。
讨论
普遍认为高血压（HT）与内皮细胞（ECs）的细胞衰老之间存在双向关系（Bloom等人，2023a）；然而，HT促进衰老的具体分子机制尚不清楚。在本研究中，我们采用了成熟的体外内皮细胞（HUVEC）暴露于人类血清的实验方案（Uruski等人，2024；Mikula-Pietrasik等人，2016；Uruski等人，2017），以探讨HT患者的血清如何影响ECs。
结论
总体而言，我们的研究表明HT血清在体外可诱导EC衰老。值得注意的是，实验中EC仅暴露于20%的HT血清中72小时。可以合理推测，在体内持续暴露于100%的HT血清时，促衰老效应可能会更加显著。鉴于HT在多种心血管疾病（如动脉粥样硬化、心肌梗死和中风）发生中的关键作用，进一步研究这一点至关重要。
伦理批准和参与同意
机构生物伦理委员会批准了这项研究（同意编号415/17，2017年8月6日），所有参与者均提供了书面知情同意书。所有实验均遵循相关指南和规定进行。
资金支持
本研究由波兰国家科学中心资助，资助编号为2018/02/X/NZ5/00403。
CRediT作者贡献声明
Krzysztof Ksi??ek：撰写、审稿与编辑、数据可视化、研究方法指导、概念构建。Andrzej Tykarski：撰写、审稿与编辑、研究方法指导、概念构建。Justyna Miku?a-Pietrasik：数据可视化、研究方法设计、数据分析、正式分析。Pawe? Uruski：初稿撰写、项目管理、资金申请、数据分析、数据整理、概念构建。
