综述:细胞衰老在衰老和疾病中的标志与机制

【字体: 时间:2025年08月05日 来源:Cell Death Discovery 7

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  这篇综述深入探讨了细胞衰老(cellular senescence)在衰老及相关疾病中的核心作用。文章系统阐述了DNA损伤、端粒缩短、氧化应激等触发因素如何通过p53-p21-CDK和CDKN2A/p16-ARF等通路诱导细胞周期停滞,并详细解析了衰老相关分泌表型(SASP)的病理影响。研究还揭示了METTL1-WDR4复合体、STAT6信号、TIPE2及m6A修饰等新兴调控机制,为靶向衰老治疗衰老相关疾病(如特发性肺纤维化、骨关节炎)提供了理论依据。

  

细胞衰老的复杂图景

细胞衰老是一种进化保守的细胞周期不可逆停滞过程,由DNA损伤、端粒缩短、氧化应激或癌基因激活触发。最初被视为抗肿瘤机制,但持续激活会促进衰老相关疾病。衰老细胞呈现扁平形态和体积增大,并分泌细胞因子、趋化因子等 SASP 因子,通过旁分泌效应放大病理作用。

衰老与分子机制的交响曲

衰老通过多途径诱导细胞衰老:

  1. DNA损伤响应:衰老相关DNA损伤激活p53,上调CDKN1A/p21,抑制CDK-cyclin复合物,阻断G1/S期进程。

  2. CDKN2A双刃剑:该基因编码p16INK4a和ARF,前者直接抑制CDK4/6,后者通过稳定p53激活p21通路。

  3. 氧化应激:衰老线粒体产生活性氧(ROS),激活p38 MAPK-p53轴,加剧衰老。

新兴调控者的舞台

  • METTL1-WDR4复合体:衰老削弱该复合体对tRNA m7G46修饰,导致tRNA降解和核糖体功能障碍,触发SASP。而真核延伸因子eEF1A可逆转此过程。

  • STAT6的守护作用:IL-4通过STAT6上调DNA修复基因,延缓巨噬细胞衰老。

  • TIPE2的抗炎舞步:在骨关节炎模型中,TIPE2抑制TNF-α分泌和p16表达,减轻软骨细胞衰老。

  • m6A修饰的暗流:WTAP介导ELF3 mRNA的m6A修饰,激活IRF8驱动皮肤成纤维细胞衰老。

  • YTHDC1的修复之光:在肺纤维化中,YTHDC1促进Mre11-TopBP1-ATR DNA修复通路,延缓肺泡上皮细胞衰老。

挑战与未来方向

尽管靶向SASP的senomorphics(如TIPE2、IL-4)展现潜力,但机制研究仍存空白:

  • METTL1-WDR4失调的中间分子未明

  • STAT6下游DNA修复网络待解析

  • 衰老如何精确驱动纤维化需多组学技术

细胞衰老研究正从基础走向转化,整合传统技术与组学方法将开辟衰老干预新纪元。

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