萜类化合物:靶向衰老间充质基质细胞的潜在衰老疗法新希望

【字体: 时间:2025年05月10日 来源:Stem Cell Research & Therapy 7.1

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  随着老龄化加剧,衰老相关疾病增多。为探寻促进健康衰老的方法,研究人员开展萜类化合物对衰老间充质基质细胞(MSCs)影响的研究。结果发现萜类可诱导衰老 MSCs 凋亡,这为衰老疗法提供新方向。

  在全球老龄化趋势日益明显的当下,人们对健康衰老的追求愈发迫切。衰老过程伴随着一系列生理变化,在细胞层面,干细胞和祖细胞的衰老危害极大。就拿间充质基质细胞(MSCs)来说,它包含多种细胞类型,对组织的修复和维持起着关键作用 ,可一旦它进入衰老状态,就会严重削弱其支持组织修复的能力,进而导致衰老相关疾病、伤口愈合不良以及退行性疾病等问题。
同时,衰老细胞有个显著特点,就是对细胞凋亡(程序性细胞死亡)具有很强的抵抗力,这主要是因为其内部的抗凋亡通路被激活了。在这样的背景下,衰老疗法(senotherapeutics)应运而生,成为了科研人员眼中的希望之光,大家期望通过它来选择性地清除衰老细胞,从而推动机体健康衰老。而植物次生代谢产物中的萜类化合物,在人们的日常饮食中就有一定含量,还具有抗氧化等功效,它在衰老疗法中是否能发挥独特作用呢?这成为了一个极具研究价值的问题。

为此,来自意大利路易吉?凡维特里?坎帕尼亚大学(Luigi Vanvitelli Campania University)等机构的研究人员,针对萜类化合物展开了深入研究。他们旨在探究萜类化合物是否具有作为潜在衰老疗法的可能性,具体聚焦于其能否靶向衰老的 MSCs 并促进细胞凋亡。经过一系列严谨的实验研究,他们发现所测试的四种萜类化合物 —— 香芹酚(Carvacrol)、百里酚(Thymol)、丁香酚(Eugenol)和番茄红素(Lycopene),确实能够诱导衰老 MSCs 发生凋亡,这一成果为衰老疗法的发展提供了新的方向和潜在的治疗策略,在推动健康衰老研究领域具有重要意义,相关论文发表在《Stem Cell Research & Therapy》上。

研究人员为开展此项研究,运用了多种关键技术方法。在细胞培养方面,他们从美国典型培养物保藏中心(ATCC)获取骨髓 MSCs 并进行培养 。通过免疫细胞化学、MTT 比色法、细胞周期分析、Annexin V 检测、DCFH-DA 检测、蛋白质免疫印迹(Western blot)分析和亚细胞分级分离等技术,分别对细胞的衰老、增殖、凋亡、活性氧(ROS)生成、相关蛋白表达以及亚细胞定位等情况进行检测分析 。

下面来看具体的研究结果:

  • 实验模型建立:研究人员为了后续实验的顺利开展,先建立了实验模型。他们发现 DNA 损伤后细胞的命运走向(是凋亡还是衰老)受多种因素影响,比如应激类型、持续时间和强度、细胞类型以及细胞周期阶段等。通过用 300μM H2O2或 5μM 辛二酰苯胺异羟肟酸(SAHA)处理 MSCs,研究人员发现衰老和凋亡细胞中磷酸化 SRC(pSRC (Y416))的表达模式不同 。同时,确定了检测凋亡的最佳时间为 SAHA 处理后 18 - 24 小时,并且通过双重免疫细胞化学标记法验证了测试萜类化合物衰老疗法活性的实验方法是可行的。
  • 萜类化合物对衰老的影响:用 300μM H2O2处理 MSCs 诱导衰老后,再用萜类化合物处理,结果显示所有测试的萜类化合物都能显著降低衰老细胞的比例。同时,这些化合物还影响了细胞周期,促进细胞从 G1/G0期向 G2/M 期进展,并且降低了细胞周期蛋白激酶抑制剂(CKIs)P16、P21、P27 以及 RB2 和 P53 的表达水平。此外,萜类化合物处理后,衰老细胞中 pSRC/SRC 比值下降,γH2AX 焦点数量减少,这些都表明萜类化合物有助于 MSCs 从 H2O2诱导的衰老状态中恢复。
  • 萜类化合物对凋亡的影响:萜类化合物处理 H2O2诱导衰老的 MSCs 24 小时后,显著诱导了细胞凋亡,但对健康 MSCs 的凋亡影响不大。在凋亡相关蛋白方面,除番茄红素外,其他萜类化合物都显著增加了抗凋亡蛋白 BCL2 的水平,同时上调了促凋亡蛋白 BAX、细胞色素 c(CYCS)、P53 及其下游效应因子 PUMA 和 P21 的表达 。通过对细胞周期和 SRC 信号的分析发现,在萜类化合物诱导凋亡的早期,细胞就发生了从 G1/G0期向 G2/M 期的转变以及 SRC 信号的关闭 。根据实验判断,丁香酚和百里酚具有衰老疗法功能,而香芹酚和番茄红素可能属于另一类衰老疗法药物。
  • 衰老疗法作用途径:研究发现,香芹酚和番茄红素诱导的细胞死亡是通过半胱天冬酶(caspase)依赖途径,而丁香酚和百里酚则是通过不依赖 caspase 的途径,后者涉及凋亡诱导因子(AIF)从线粒体转移到细胞核 。所有萜类化合物都能增加衰老细胞中的 ROS 含量,用谷胱甘肽(一种 ROS 清除剂)处理后,萜类化合物诱导的 ROS 增加和细胞凋亡都受到抑制,这表明 ROS 在萜类化合物诱导的细胞凋亡中起着核心作用。

综合研究结论和讨论部分内容来看,此项研究全面剖析了萜类化合物诱导衰老细胞凋亡的潜在机制,证实了萜类化合物可通过 ROS 介导的凋亡、caspase 激活以及线粒体 AIF 转位等方式,选择性地清除衰老的 MSCs,这充分凸显了萜类化合物作为潜在衰老疗法药物的巨大潜力。不过目前仍存在一些有待解决的问题,比如萜类化合物对不同类型衰老细胞的有效性、诱导衰老细胞凋亡的最低有效浓度,以及在体内的药代动力学、生物分布和安全性等方面的情况还不清楚。未来还需要进一步的研究来填补这些空白,以便将基于萜类化合物的衰老疗法真正应用到与衰老相关疾病的临床治疗中,为改善老年人的健康状况带来新的希望 。

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