衰老嘌呤组(Aging Purinome):连接衰老标志(hallmarks of aging)与炎性衰老(inflammaging)的嘌呤能(purinergic)整合框架

《Ageing Research Reviews》:THE AGING PURINOME: A PURINERGIC FRAMEWORK LINKING THE HALLMARKS OF AGING TO INFLAMMAGING

【字体: 大 中 小 】 时间:2026年10月11日 来源:Ageing Research Reviews 15.5

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  衰老嘌呤组(Aging Purinome)将嘌呤能重塑(purinergic remodeling)与炎性衰老(inflammaging)相整合。衰老重塑 P2X、P2Y、外切核苷酸酶(ectonucleotidase)和腺苷(adenosine)信号。嘌呤能

  
衰老嘌呤组(Aging Purinome)将嘌呤能重塑(purinergic remodeling)与炎性衰老(inflammaging)相整合。衰老重塑 P2X、P2Y、外切核苷酸酶(ectonucleotidase)和腺苷(adenosine)信号。嘌呤能变化将细胞应激与炎症失调联系起来。受损的嘌呤能消退可能促进持续性炎症。衰老嘌呤组为健康衰老干预提供新靶点。
Bruna Ozelame、Andréia Machado Cardoso和Aline Manica在《Ageing Research Reviews》发表综述,提出“衰老嘌呤组(Aging Purinome)”框架。衰老伴随生理韧性下降,慢性无菌性炎症即炎性衰老(inflammaging)是功能衰退的强预测因子。炎性衰老并非单一通路,而是基因组不稳定、端粒磨损、表观遗传改变、线粒体功能障碍、蛋白稳态失衡、营养感知改变、细胞衰老、干细胞耗竭和细胞间通讯改变等衰老标志汇聚的结果。细胞衰老通过衰老相关分泌表型(SASP)持续释放促炎因子、趋化因子、细胞外囊泡和损伤相关分子模式(DAMPs),免疫衰老又削弱清除衰老细胞的能力,形成前馈环。细胞外ATP(adenosine triphosphate, ATP)作为危险信号,经P2X、P2Y受体及CD39-CD73-腺苷(adenosine, ADO)轴影响炎症和消退。问题在于,单个嘌呤能组分虽被研究,但其协调性衰老重塑及与炎性衰老的系统联系仍不清楚。因此,研究人员提出衰老嘌呤组,旨在整合细胞外核苷酸/核苷、释放、转运、代谢、外切核苷酸酶、P2X/P2Y/P1受体和CD38-NAD+界面,连接衰老标志与炎性衰老,并评估干预策略。

关键技术方法:该文为综述,未开展原始实验。研究人员采用叙述性文献综述和概念整合,汇总细胞、动物、人类观察及临床试验证据。样本队列来源包括癌症部分的系统评价和荟萃分析(>12,000例实体瘤患者)、首次人体抗CD73单克隆抗体研究(192例晚期实体瘤患者)、转移性胰腺导管腺癌、肾细胞癌、非小细胞肺癌和转移性结直肠癌等临床试验;还涉及人类外周T细胞、脑组织、骨骼肌等观察。忽略试剂和具体操作步骤。

主要结果:
1. 引言:提出炎性衰老是衰老中心机制,但整合多种衰老标志的分子机制未明,故构建衰老嘌呤组。
2. 衰老过程中细胞外ATP积累的机制:衰老时细胞外ATP积累由衰老细胞、线粒体功能障碍、pannexin-1(PANX1)通道、connexin-43(Cx43)半通道、细胞外囊泡(EVs)和调节性细胞死亡共同驱动;ATP激活P2X7,促进PANX1开放、线粒体功能障碍、NLRP3炎症小体激活和进一步ATP释放,形成自放大环。结论:ATP不仅是DAMP,更是核心分子整合器。
3. 嘌呤能信号作为衰老标志的整合器
3.1 嘌呤能信号整合线粒体功能障碍与慢性炎症:线粒体功能障碍释放线粒体DAMPs(mtDAMPs),ATP通过P2X7引起K+外流、Ca2+内流、线粒体ROS和NLRP3炎症小体激活,促进IL-1β和IL-18成熟;嘌呤能与线粒体损伤相互放大。
3.2 嘌呤能信号整合细胞衰老与炎性衰老:SASP包含ATP,ATP经P2Y11等促进Ca2+动员、线粒体ROS和早衰;自分泌/旁分泌放大衰老,P2X7-炎症小体维持SASP。结论:嘌呤能参与衰老建立、维持和传播。
3.3 嘌呤能信号作为细胞间通讯改变的调节器:衰老使嘌呤能环境从快速消退转向持续危险信号;EVs携带嘌呤能酶和受体;ATP促进EV生成;嘌呤能整合免疫与非免疫细胞,并调节危险信号向消退转换。衰老破坏该平衡。
3.4 嘌呤能信号与炎性衰老:P2X7-NLRP3是重要但非唯一机制;其他P2X/P2Y受体参与神经、免疫、血管、感觉和衰老变化;CD39-CD73-腺苷轴控制危险信号与消退平衡,衰老中方向因组织而异。结论:嘌呤能信号是候选整合网络。
4. 嘌呤能系统的衰老相关重塑:衰老重塑ATP积累、CD39/CD73、CD38-NAD+和受体表达,使ATP介导危险信号与腺苷介导消退失衡,形成功能重编程。
4.1 P2受体库的年龄依赖性重塑:P2X和P2Y受体表达/功能呈受体、细胞、组织、性别和环境依赖变化;如大鼠前列腺P2X1/2/5/7下降而P2X3/4/6增加,小胶质细胞P2Y12/P2Y13下降,P2Y6缺失保护衰老相关突触和记忆丧失,P2Y11激活促衰老,P2Y14缺失增加造血干/祖细胞衰老。结论:并非简单促炎增加,而是受体网络重配置。
5. 衰老过程中炎症消退失败:炎症消退是主动程序,涉及专门促消退介质(SPMs)、巨噬细胞重编程和胞葬作用。衰老中持续ATP释放、CD39/CD73改变、腺苷信号受损,导致消退失败;CD38介导NAD+耗竭损害免疫代谢。结论:炎性衰老不仅过度炎症,也消退不足。
6. 年龄相关疾病中的嘌呤能信号:神经退行性疾病中P2X7、P2Y6、P2Y12/P2Y13改变促进神经炎症、突触丢失和记忆损害;研究人员组在LPS神经炎症模型发现抗阻运动调节ATP代谢和炎症。心血管代谢疾病中T2DM、高血压、动脉粥样硬化伴ATP积累、CD39/CD73、ADA、血小板激活和内皮功能障碍;研究人员组临床研究显示抗阻运动、混合循环训练调节嘌呤能和氧化应激。肌肉骨骼衰老/肌少症中腺苷-A2B轴证据较强;CD73缺失损害老年骨再生;P2Y/P2X7证据不足;无已建立嘌呤能靶向治疗。癌症中CD39-CD73-腺苷轴促进免疫抑制;CD73高表达与较差总生存相关;抗CD73 oleclumab、A2A拮抗剂等显示靶点参与但疗效有限;研究人员组研究宫颈癌等。结论:不同疾病中衰老嘌呤组组分按背景重塑,非统一签名。
7. 治疗机会:靶向嘌呤能信号促进健康衰老
7.1 非药物干预:运动和膳食生物活性物:运动调节ATP释放、NTPDases、CD73、ADA、P2X7,改善线粒体、炎症;研究人员组在神经炎症、T2DM、高血压等显示抗阻运动/混合循环训练改善嘌呤能。膳食多酚如白藜芦醇、姜黄素、没食子酸和omega-3调节P2X7、外切核苷酸酶和氧化应激,但人类证据较少。
7.2 药理学靶向衰老嘌呤组:转化机会与局限:P2X7拮抗剂如JNJ-54175446可入脑并抑制ATP依赖IL-1β释放;CD39/CD73抑制或增强取决于疾病背景;CD38抑制尚处临床前;NAD+前体烟酰胺核糖(NR)和烟酰胺单核苷酸(NMN)在人类试验中增加NAD+相关代谢物,但临床获益未确定;腺苷受体调节受亚型、组织、安全性限制。结论:治疗应恢复环境适宜平衡,生物标志物指导患者选择。
8. 结论翻译:嘌呤能信号传统上被视为参与神经传递、免疫调节、血管功能和炎症反应的细胞外通讯系统。研究人员回顾的证据表明,其与衰老的相关性扩展到一个更广泛且高度互联的网络,包括细胞外核苷酸和核苷、释放和转运机制、外切核苷酸酶、P2X、P2Y、P1受体,以及CD38-NAD+等代谢界面。衰老修饰该网络多个组分,但这些变化不均一且未必单向。相反,嘌呤能重塑以受体、细胞、组织、性别和环境依赖方式发生,改变组织感知细胞应激、沟通损伤、协调免疫代谢反应和恢复稳态的方式。重要结论是,年龄相关嘌呤能重塑远超出P2X7-NLRP3和CD39-CD73-腺苷轴。P2X和P2Y受体库变化可影响神经胶质通讯、免疫细胞迁移和吞噬、血管调节、感觉功能、细胞衰老和再生反应。不应解释为普遍向促炎信号转变。根据受体、细胞类型和组织环境,年龄相关改变可能促进功能障碍、代表代偿适应或参与维持稳态。这种异质性是衰老嘌呤组的定义特征。网络内若干机制关系已有大量实验证据。细胞外ATP作为危险信号;P2X7与NLRP3炎症小体激活密切相关;CD39和CD73调节核苷酸向腺苷转换;腺苷受体参与免疫调节和炎症消退;CD38活性年龄相关增加导致NAD+下降和代谢韧性受损。同时,年龄依赖性重塑多个P2X和P2Y受体亚型。衰老嘌呤组整合这些已建立和新兴机制。虽然若干通路有强机制证据,但其整合为统一年龄相关网络及其在组织和疾病中对炎性衰老的相对贡献尚未完全建立。因此,衰老嘌呤组提供生物学基础的整合框架。重要的是,该框架不意味着所有组织或疾病共享单一嘌呤能签名;而是提供系统级基础识别共同原则和组织特异模式。在年龄相关疾病中,神经退行性、心血管代谢、肌肉骨骼和肿瘤疾病显示不同嘌呤能网络组分改变,但强度、方向和临床意义因条件而异。因此,跨疾病的重复嘌呤能异常不应解释为普遍致病机制。治疗意义:运动、营养可调节多个组分,药理策略针对P2受体、CD39/CD73、腺苷受体、CD38、NAD+代谢。但生物效应取决于组织背景、疾病阶段、受体分布和生理/病理平衡。治疗调节应恢复适当平衡,而非广泛抑制。未来研究应定义人类一生中受体和组织特异嘌呤能重塑轨迹,区分生理衰老和慢性病继发改变。纵向人类研究整合细胞外核苷酸/核苷谱、受体表达、外切核苷酸酶活性、细胞表型和多组学很重要。互补遗传和药理研究靶向多个节点建立因果关系。最终确定协调嘌呤能重塑是否为生物衰老保守特征,以及靶向调节是否促进健康衰老。
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