天冬酰胺酶与自噬抑制剂协同靶向天冬酰胺代谢清除衰老细胞：抗衰老治疗新策略

这篇研究开创性地揭示了衰老细胞(SNCs)的天冬酰胺(Asn)代谢脆弱性——天冬酰胺合成酶(ASNS)显著下调。通过联合使用天冬酰胺酶(ASNase)降解胞外Asn和羟氯喹(HCQ)阻断自噬介导的胞内Asn循环，实现协同清除多种组织SNCs，显著改善老年小鼠生理功能并延缓骨质疏松、动脉粥样硬化等衰老相关疾病进展。该研究为开发广谱、高选择性抗衰老疗法提供了全新代谢干预策略。

　　

1 引言

细胞衰老是机体应对损伤刺激的双刃剑，衰老细胞(SNCs)的持续积累会通过衰老相关分泌表型(SASP)促进组织功能障碍和年龄相关疾病。尽管已有多种抗衰老药物(如达沙替尼+槲皮素DQ组合、ABT263等)进入临床研究，但普遍存在作用谱窄、毒副作用大等问题。本研究另辟蹊径，发现SNCs存在独特的天冬酰胺(Asn)代谢缺陷——天冬酰胺合成酶(ASNS)表达显著下调，这使其高度依赖外源Asn供给。临床使用的白血病治疗药物天冬酰胺酶(ASNase)能有效降解胞外Asn，但SNCs可能通过增强自噬维持胞内Asn水平。由此提出创新性联合策略：ASNase切断外源供给，自噬抑制剂羟氯喹(HCQ)阻断内源回收，实现对SNCs的"双重代谢围剿"。

2 结果

2.1 ASNS缺陷是细胞衰老与组织衰老的标志

跨物种多模型分析显示，在衰老的人胚肺二倍体成纤维细胞(2BS)、小鼠胚胎成纤维细胞(MEF)、人脐静脉内皮细胞(HUVEC)等细胞中，ASNS mRNA和蛋白水平均显著降低。老年小鼠的肝、肺、肾等组织中，伴随P16蛋白升高，ASNS表达同步下降。机制研究发现，尽管衰老细胞部分激活氨基酸应激反应(AAR)，但关键转录因子ATF4异常下调，导致其无法像正常细胞那样在Asn缺乏时上调ASNS表达。

2.2 ASNS通过Asn代谢调控细胞衰老

基因操作实验证实ASNS与衰老存在因果关系：敲低ASNS诱发年轻细胞早衰，表现为P16/P21/P53升高、SA-β-gal活性增强和SASP因子分泌；而过表达ASNS可延缓但不逆转衰老进程。代谢救援实验显示，补充Asn而非谷氨酸能有效挽救ASNS缺失诱导的衰老表型，且早期干预效果显著优于晚期。

2.3 ASNase与自噬抑制剂协同清除衰老细胞

0.5 U/mL ASNase即可选择性诱导SNCs凋亡，但残留胞内Asn提示存在补偿机制。蛋白质降解分析发现SNCs中蛋白酶体活性降低而自噬通路增强，ASNase处理进一步激活自噬流。遗传学(敲除BECN1/ATG7)和药理学(HCQ)抑制自噬，均可与ASNase协同耗竭胞内Asn，使凋亡率提升至40%，且显著优于经典DQ组合的选择性。该协同效应在复制性衰老、辐射诱导衰老等多种模型及胰腺癌治疗诱导衰老(TIS)细胞中均得到验证。

2.4 AH治疗改善老年小鼠生理功能

18月龄小鼠经12周AH(ASNase 2 U/g + HCQ 40 μg/g)联合治疗后，多组织P16⁺细胞减少50%-70%，血清IL-1β/IL-6水平下降，抗氧化酶SOD和GSH-Px活性提升。功能测试显示治疗组在转棒仪停留时间延长2倍，握力增强30%，开阔场探索行为显著活跃，证实清除SNCs可系统性逆转衰老表型。

2.5 AH延缓三种衰老相关疾病进展

在快速衰老SAMP6小鼠中，AH治疗使骨密度提升25%，骨小梁数量增加40%；高脂饮食ApoE^-/-小鼠的肝脏脂肪变性减轻60%，纤维化面积缩减45%；动脉粥样硬化斑块面积减小35%，且胶原含量增加提示斑块稳定性增强。长达3个月的毒性评估显示AH组合对血常规、肝肾功能无显著影响，具有良好安全性。

3 讨论

该研究开创了"营养剥夺疗法"抗衰老新范式：利用SNCs特有的ASNS缺陷，通过ASNase+HCQ双通路阻断其Asn供给。相较于现有抗衰老药物，AH组合具有三大优势：(1)广谱性——不受衰老诱因和组织来源限制；(2)高选择性——正常细胞可通过ASNS自给Asn；(3)临床转化快——两种药物均已长期用于白血病和自身免疫病治疗。研究还揭示了ATF4-ASNS轴在衰老代谢调控中的核心地位，为理解衰老机制提供了新视角。未来可探索饮食限制(自然降低血Asn)与HCQ联用的抗衰老效果，以及AH在化疗保护、延缓器官衰老等领域的应用。