综述:细胞衰老在慢性心力衰竭发病机制中的关键作用:机制解析与治疗机遇

【字体: 时间:2025年06月18日 来源:Progress in Biophysics and Molecular Biology 3.2

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  这篇综述系统阐述了细胞衰老(cellular senescence)在慢性心力衰竭(CHF)中的核心作用,聚焦线粒体功能障碍、自噬(autophagy)、衰老相关分泌表型(SASP)及表观遗传调控等机制,揭示了靶向衰老细胞清除(senolytics)和代谢干预(如NAD+ 增强剂)的治疗潜力,为CHF防治提供了新视角。

  

细胞衰老与慢性心力衰竭的病理纽带

慢性心力衰竭(CHF)作为心血管疾病的终末阶段,其发病与细胞衰老密切相关。衰老细胞通过线粒体功能障碍、自噬失调及SASP分泌等机制,加速心肌纤维化、炎症微环境形成和心室重构,最终导致心脏泵功能衰竭。

不同类型细胞衰老的CHF贡献

心脏祖细胞(CPCs)衰老表现为c-Kit+
/Sca-1+
亚群增殖能力丧失,通过CXCL12/CXCR4轴和TGF-β/Smad3通路促进纤维化。心肌细胞衰老则因p21CIP
/p16INK4a
激活引发非典型SASP,诱发心肌肥厚。内皮细胞衰老受IL-17A/NF-κB通路驱动,导致血管功能障碍。血管平滑肌细胞(VSMC)衰老通过释放IL-6、MCP1等促炎因子加剧动脉粥样硬化斑块不稳定。

线粒体动态失衡的核心作用

衰老细胞中Drp1介导的线粒体过度分裂与Mfn1/2表达下降导致ROS爆发,mtDNA泄漏激活cGAS-STING通路,形成SASP正反馈循环。香烟烟雾通过p53-parkin互作抑制线粒体自噬,加剧心肌氧化损伤。

自噬的双刃剑效应

激活PI3K/Akt/mTOR通路可抑制p16/p21表达,延缓衰老;而SIRT6缺失则导致自噬缺陷,加速CHF进展。Bmi-1-RING1B复合物通过泛素化降解GATA4,减少SASP产生,改善心肌肥厚。

SASP的级联放大

衰老细胞分泌IL-6、MMP等因子,通过NF-κB/TGF-β通路促进纤维化和炎症。阿霉素(DOX)诱导的IL-6释放是化疗相关CHF的关键机制。代谢重编程(如PDK4上调)通过乳酸修饰组蛋白触发表观遗传重塑,强化SASP表达。

表观遗传调控网络

DNA甲基化异常和H3K27ac富集激活促炎基因,而miR-34a通过靶向PNUTS加速端粒缩短。circRNA_000203/miR-26b-5p轴则驱动心肌僵硬度增加。

治疗策略与挑战

临床数据显示:

  • Senolytics:D+Q组合提升HFrEF患者6分钟步行距离35米,但存在骨髓抑制风险;
  • NAD+
    增强剂
    :NMN使峰值摄氧量提高1.2 mL/kg/min;
  • 性别差异:雌激素缺乏加剧女性绝经后心血管风险,提示需个性化用药。

新兴靶点如TLR4抑制剂、花青素等展现潜力,但需解决senolytics的造血毒性问题。未来需开发心脏特异性衰老标志物,结合单细胞时空组学实现精准干预。

细胞衰老与CHF的恶性循环为治疗提供了新靶点,但平衡生理性修复与病理性衰老仍是关键挑战。

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