《Seminars in Immunology》：The multifaceted roles of cellular senescence in liver pathophysiology: from tissue repair to tumor progression
细胞衰老是一种应激反应程序，可协调细胞自主性生长停滞与非细胞自主性的组织微环境重塑。该过程最初因其在衰老与肿瘤抑制中的作用被定义，现已被证实是一种由细胞内在因素与环境因素共同塑造的高度复杂程序。这种复杂性使细胞衰老成为一种广泛存在的应激反应机制，处于代谢功能障碍、慢性炎症与组织修复的交叉节点。鉴于肝脏持续暴露于代谢、炎症与毒性应激下，且具备高再生需求，其尤其倾向于通过激活衰老程序作为维持组织完整性的保护机制。在此背景下，衰老发挥着双重且常呈对立的效应。本综述探讨了衰老在肝病发生轨迹中的多面作用，涵盖其在组织修复中的早期保护功能，以及在慢性肝病与肿瘤进展后期的病理贡献，并着重阐明细胞类型、衰老程序阶段、疾病分期及微环境信号如何塑造这些差异化的结局。研究人员重点阐述了靶向调控衰老的新兴治疗策略潜力，包括促衰老、清除衰老细胞（senolytic）、衰老细胞表型调控（senomorphic）及免疫调节策略。深化对细胞衰老多面作用的理解，对于将该领域知识转化为可选择性调控衰老细胞状态的治疗方法至关重要，这将有助于在慢性肝病与癌症中保留其有益效应，同时限制其有害作用。
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引言
肝脏位于机体消化 tract 与体循环的交叉节点，这一解剖位置深刻影响其核心生理功能：调控全身代谢、维持免疫稳态及支持动态组织重塑。为执行上述功能，肝脏依赖由高度特化的实质细胞与非实质细胞构成的网络。其中，肝细胞作为主要肝脏实质细胞，承担大部分解毒与核心代谢过程，同时保留独特的再生能力以维持肝脏质量与功能。库普弗细胞（KCs）作为肝脏驻留巨噬细胞，沿肝窦巡逻以清除门静脉血液中的细胞碎片、病原体及肠源性微生物产物，维持组织稳态。肝窦内皮细胞（LSECs）具有窗孔结构且无基底膜，介导循环系统与肝细胞间的选择性代谢物交换，并主动参与免疫调节。肝星状细胞（HSCs）位于Disse间隙，以储存维生素A为特化功能，在细胞外基质（ECM）周转、纤维化发生及组织重塑中发挥核心作用，通过与免疫细胞的交互信号协同支持组织再生。因此，上述细胞类型间的精密调控协调对肝脏至关重要，使其能在应对毒性物质与常规抗原暴露时维持免疫耐受，同时在损伤后启动有效免疫应答并修复肝组织。
当这种平衡被打破且炎症转为慢性时，再生与炎症消退程序受阻，驱动肝脏组织的病理性重塑。此类失调是慢性肝病发生的基础，涵盖一系列疾病，包括与过量饮酒相关的酒精性肝病（ALD），以及与代谢紊乱和肥胖相关的代谢功能障碍相关脂肪性肝病（MASLD）/代谢功能障碍相关脂肪性肝炎（MASH）。这些疾病以持续炎症及不同程度纤维化为特征，从轻度纤维化进展至终末期肝硬化，最终可能演变为肝细胞癌（HCC）。无论是生理性还是慢性损伤，肝损伤应答的核心均为细胞损伤，其激活旨在恢复组织完整性与功能的应激反应程序。在这些应答中，细胞衰老作为塑造肝脏修复与病理进程的关键过程逐渐凸显。
细胞衰老是由组织内多种内源性及外源性刺激触发的稳定细胞周期停滞状态。在此过程中，衰老细胞经历深刻的转录与代谢重编程，并获得一种被称为衰老相关分泌表型（SASP）的生物活性分泌谱。这些分子改变构成了衰老程序的复杂性基础，并使衰老细胞能在肝脏生理与疾病的不同阶段发挥多样化作用。
在肝脏中，衰老可发生于多种细胞类型，包括肝细胞、HSCs、KCs及LSECs，因此承担不同功能。根据诱导时机、持续时间及细胞来源，衰老诱导既可支持损伤消退与肿瘤抑制，也可能在持续存在时促进代谢紊乱、慢性炎症、纤维化及促肿瘤微环境形成。这种功能多样性凸显衰老并非均一状态，而是一种高度依赖背景的程序，其效应随生理与疾病不同阶段而变化。
本综述探讨细胞衰老在肝脏病理生理连续谱中的作用，从稳态到进行性紊乱直至肝癌发生。研究人员将阐述细胞衰老对肝脏病理生理核心环节的影响，包括肝损伤、慢性肝病及癌症，重点关注在疾病启动与进展过程中塑造其功能的细胞内与细胞外因素。最后，综述将强调在慢性肝病与癌症背景下靶向调控细胞衰老的新兴治疗策略。总体而言，本综述旨在整合概述肝脏病理中衰老细胞异质性的决定因素，并探讨这种多样性如何影响衰老靶向治疗反应，同时指出其有效治疗应用的关键挑战。
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衰老异质性与免疫细胞交互
衰老细胞的核心特征为稳定细胞周期停滞，通常由细胞周期蛋白依赖性激酶抑制剂p16INK4a与p21Cip1介导，使细胞周期停滞于G1或G2/M期。多种应激源可触发该状态，包括癌基因激活导致的癌基因诱导衰老（OIS）、复制应激、氧化应激及常与线粒体功能障碍相关的代谢应激；这些因素在衰老或慢性损伤的肝脏中尤为普遍。值得注意的是，这些不同刺激常汇聚于诱导DNA损伤，使持续性基因组应激成为衰老的关键驱动因素。该过程主要通过激活DNA损伤应答（DDR）通路及其下游效应因子（如肿瘤抑制因子p53）介导。
尽管发生细胞周期停滞，衰老细胞并未进入静态，而是通过广泛的表观遗传、转录组与代谢改变获得动态表型。这种多层重编程使衰老细胞在维持停滞状态的同时，获得以SASP为特征的高分泌谱。SASP包含多种分泌性生物活性因子，包括促炎细胞因子、趋化因子、生长因子（如血管生成分子）、脂质及多种蛋白酶（包括具有组织重塑功能的基质金属蛋白酶MMPs）。SASP组成具有高度异质性，取决于衰老触发因素及起源细胞类型等因素。这种分泌表型不仅通过自分泌信号强化衰老表型并促进旁分泌性衰老在邻近细胞中的扩散，还能深刻重塑基质与免疫区室，促进免疫细胞招募以介导衰老细胞清除。例如，SASP相关趋化因子CCL2促进巨噬细胞与自然杀伤（NK）细胞招募，CXCL1与IL-8招募中性粒细胞，而IL-1α动员T细胞。基质金属蛋白酶介导的ECM重塑也可间接增强免疫细胞浸润。SASP不仅作为免疫细胞招募的趋化程序，还可直接调控免疫细胞效应功能。例如，CCL2依赖的NK细胞招募促进衰老肿瘤细胞的清除并限制肿瘤进展。反之，巨噬细胞、中性粒细胞或NK细胞的耗竭会损害衰老细胞清除并增加小鼠肝癌的肿瘤负荷。另一方面，IL-6等SASP因子可通过驱动髓源性抑制细胞积累促进免疫逃逸，进而抑制CD8+ T细胞活性并加速肿瘤进展。因此，SASP组成的差异决定了衰老细胞是通过免疫监视被有效清除，还是在组织中持续存在并促进慢性炎症、免疫抑制及组织重塑。
除可溶性因子外，衰老细胞还发生表面组改变，影响免疫识别与激活，产生对立效应。例如，抗原呈递分子MHC-I与MHC-II的上调可促进T细胞介导的衰老细胞清除与肿瘤消退；波形蛋白（Vimentin）的膜表面表达可激活衰老诱导后的B细胞相关免疫。反之，衰老细胞可通过表面表达“别吃我”信号CD47逃避免疫清除，抑制巨噬细胞介导的吞噬作用并促进自身持续存在。与SASP类似，细胞类型与衰老触发因素均可影响表面组组成，进一步增加了组织内衰老表型与功能的复杂性。因此，单个衰老标志物需结合衰老细胞状态的更广泛生物学背景与功能输出进行解读。
衰老表型异质性的日益明确催生了“衰老亚型（senotypes）”概念，用于描述衰老细胞亚型与状态的多样性。衰老亚型可沿多个互补维度定义，包括标志物共表达、整合多组学特征、细胞周期轨迹、分泌程序及组织特异性空间背景。这些研究共同表明，不存在能识别所有衰老细胞的通用标志物，衰老细胞身份由动态分子与微环境程序塑造。这种背景依赖性对衰老靶向治疗具有直接意义。若衰老细胞在分子特征、分泌程序及免疫交互方面存在差异，则旨在清除或调控它们的治疗策略不可能对所有衰老细胞状态产生均一作用。因此，衰老靶向治疗（尤其是选择性清除衰老细胞的清除衰老细胞疗法）常显示背景依赖性效应，其疗效随衰老细胞类型与疾病背景而变化。后续章节将讨论这种异质性在肝病与肝癌中的表现，及其对衰老相关免疫应答与治疗机遇的影响。
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衰老在肝脏伤口愈合与慢性疾病中的作用
肝脏持续暴露于多种生理挑战，包括营养物质与肠源性微生物代谢物的波动，以及过量饮酒、慢性病毒感染与代谢紊乱引发的病理性损伤。这些应激源诱导肝细胞损伤与死亡，释放损伤相关分子模式（DAMPs），激活炎症信号与免疫细胞招募。作为炎症应答的一部分，KCs与其他先天免疫细胞协调清除受损肝细胞并促进其他免疫效应细胞招募，从而启动伤口愈合应答。同时，代偿性肝细胞增殖被触发以替换丢失细胞并恢复组织结构，该过程与塑造再生微环境的炎症及基质应答紧密偶联。事实上，肝损伤阶段释放的促炎介质进一步放大炎症，导致HSC激活——这是以ECM重塑为特征的纤维化进展的关键过程。在正常伤口愈合中，随后会进入明确的促消退阶段，炎症与纤维化应答被主动抑制，肝细胞再生启动以恢复正常组织功能。然而，慢性损伤与未解决的伤口愈合应答导致持续、自我维持的炎症与纤维化过程，促进肝病进展。
衰老细胞作为细胞损伤的应答产物，参与肝损伤启动与消退阶段，影响肝脏炎症、再生与纤维化。短暂衰老在急性肝损伤中可通过促进组织修复发挥有益作用，但其持续存在则变得适应不良，破坏组织稳态并阻碍伤口愈合应答的消退。这种双重性不仅限于肝脏，衰老肝细胞还可通过将衰老传播至肾等肝外组织，以及破坏肝脏-脂肪组织等器官间通讯，驱动系统性器官功能障碍，这对全身代谢调节具有潜在影响。这些肝脏衰老的局部与系统性后果凸显了研究衰老细胞在肝脏病理生理中局部与系统性作用的重要性。
3.1 衰老在肝脏再生中的双重作用
肝脏再生是肝损伤后伤口愈合应答的核心组成部分，在肝移植结局中发挥关键作用——肝脏固有的再生能力被用于支持供体细胞植入与组织再生。稳态下，肝细胞大多处于静息状态，更新率极低；但损伤后，它们迅速退出静息期并重新进入细胞周期以恢复组织质量与功能。炎症是该应答的关键启动与调控因子，KCs与浸润巨噬细胞清除受损细胞并释放促再生细胞因子。其中，由肝细胞与免疫细胞共同表达的IL-6通过STAT3-ERK1/2信号通路启动肝细胞重新进入细胞周期，并支持巨噬细胞效应功能。
尽管细胞衰老具有抗增殖特性看似与再生矛盾，但其实际上促进组织再生——而受控增殖是再生的核心。部分肝切除术后，活性氧（ROS）依赖的DNA损伤触发HSC衰老，导致其分泌IL-6与CXCR2配体等SASP因子，进而刺激肝细胞增殖以促进肝脏再生。与这种促再生作用一致，在 preclinical 模型中，研究人员已刻意诱导肝细胞衰老，以重塑肝脏向促再生与ECM重塑程序转变，从而促进供体细胞植入与再增殖。然而，当衰老应答持续存在时，短暂衰老带来的再生优势将丧失。急性损伤期间过度或延长的衰老可通过放大邻近细胞的旁分泌性衰老并促进慢性炎症，损害肝脏再生。数学模型提示，当衰老细胞积累超过巨噬细胞介导的清除能力时，炎症信号将自我维持，再生受抑。与此预测一致，老年小鼠因存在持续性肝细胞衰老与加剧的炎症，在部分肝切除术后最终显示组织再生受损，而年轻小鼠因短暂衰老保留完整再生能力。值得注意的是，药物清除老年小鼠的衰老细胞可恢复肝脏再生，证明衰老在损伤修复障碍中的因果作用，并凸显其在年龄依赖性治疗中的潜力。这些发现共同表明，肝脏再生结局取决于衰老肝细胞塑造的整体炎症环境。
衰老还通过影响免疫与基质细胞塑造再生过程，凸显损伤肝脏内复杂的多细胞交互。巨噬细胞是调控再生期间衰老诱导与消退的关键细胞。在急性肝损伤小鼠模型中，浸润巨噬细胞分泌的TGF-β可诱导肝细胞衰老，而巨噬细胞耗竭或TGF-β抑制可恢复肝脏再生能力。然而，巨噬细胞-肝细胞通讯仅是再生肝脏中更广泛的衰老驱动细胞交互的一部分。例如，部分肝切除术后受剪切应力作用的LSECs发生衰老，抑制肝细胞增殖并损害组织再生。巨噬细胞耗竭会加剧这些抑制效应，表明衰老驱动的免疫-基质交互共同协调肝损伤后的再生结局。
3.2 衰老在纤维化调控中的作用
纤维化是肝脏损伤后伤口愈合应答的短暂阶段，其及时消退是组织修复成功的标志。HSCs是这一过程的核心，稳态下保持静息，损伤后激活并转分化为肌成纤维样细胞，通过沉积胶原蛋白与蛋白聚糖等ECM成分，同时增加MMPs等ECM重塑因子的表达，驱动纤维化瘢痕形成。该过程失调导致持续性纤维化，这是慢性肝病的标志。
如前所述，衰老HSCs通过其SASP参与肝脏组织修复的再生阶段。在生理性肝伤口愈合早期，HSC衰老作为一种限制纤维化发生并促进纤维化消退的保护机制发挥作用。在多种肝纤维化模型中，激活的HSCs在损伤后初期增殖，但最终发生衰老，该过程限制HSC扩增，并通过其SASP促进NK细胞与促炎巨噬细胞介导的衰老细胞清除。这种转变有助于消退纤维化信号并促进组织修复。除促进免疫介导的清除外，衰老HSCs本身也受免疫细胞调控。例如，B细胞可通过分泌TNF-α等促炎细胞因子抑制HSC衰老，从而维持纤维化。这些发现共同揭示了衰老HSCs与免疫细胞间存在精密调控的反馈环路，其交互信号决定肝伤口愈合期间纤维化消退与持续之间的平衡。
在分子层面，HSC衰老受多种信号通路调控，这些通路整合细胞内应激信号与肝脏微环境的细胞外信号。值得注意的是，HSC衰老及其相关抗纤维化效应由持续性DDR与Trp53激活介导的稳定细胞周期停滞驱动，后者直接抑制纤维化基因表达；同时，cGAS-STING/RB轴激活诱导衰老监视并进一步支持抗纤维化程序。除这些细胞自主信号通路外，微环境信号也参与诱导HSC衰老。其中，Hippo-YAP/TAZ通路作为机械转导信号网络，将环境中的机械信号转化为调控细胞生长、增殖与存活的转录程序。具体而言，YAP沉默可诱导HSC衰老，从而限制损伤后肝纤维化。这些发现提示，调控HSCs内机械信号的整合可驱动细胞状态转变（如衰老），从而减轻肝损伤。此外，微环境中的细胞因子（如病毒性肝炎背景下免疫细胞产生的IL-22）可通过IL-22受体复合物（IL-22R1与IL-10R2）激活STAT3-p53-p21信号轴，诱导细胞衰老，从而限制HSC激活。
尽管这些发现强调衰老HSCs在急性损伤或受控组织修复中的抗纤维化潜力，其他研究提示其在慢性肝损伤中作用更为复杂。慢性肝损伤模型显示，衰老HSCs可促进持续性纤维化与肝损伤。尽管确切机制尚不明确，但可能随着时间推移，持续性衰老HSCs获得不同的SASP，从而维持炎症与纤维化。这种双重性不仅限于衰老HSCs，更反映了一个更广泛的原则：衰老程序在不同细胞类型内及跨细胞类型的功能存在差异。新兴证据表明，细胞衰老对肝纤维化的影响高度依赖细胞身份，不同非实质细胞类型呈现不同功能。例如，衰老肝内皮细胞通过抑制Pdgfrb、Col1a1与Col3a1等纤维化信号表达，限制肝损伤与纤维化。然而，衰老巨噬细胞在损伤期间可促进纤维化，但在组织修复阶段发生凋亡以实现纤维化消退与组织稳态恢复；其他研究中，衰老抗炎巨噬细胞对肝纤维化消退至关重要，凸显巨噬细胞在组织修复中的功能可塑性。这些不同的衰老应答共同影响组织修复与纤维化进展之间的平衡，引导肝损伤走向消退或慢性疾病。
3.3 衰老在ALD中的阶段依赖性作用
慢性饮酒作为重大全球健康问题，驱动一系列复杂肝脏病变，包括单纯性脂肪变性、肝硬化与酒精性肝炎（AH）——后者以急性炎症与严重肝细胞损伤为特征。这一进展的关键特征是肝脏（尤其是肝细胞）中衰老细胞的逐渐积累，由氧化应激、DNA损伤与代谢功能障碍驱动。机制上，酒精代谢的毒性代谢产物乙醛通过诱导肝细胞与HSCs衰老，在该过程中发挥核心作用。这种衰老表型由关键调控通路（如YAP与PPARγ）的下调维持，这些通路在乙醇暴露的肝细胞中表达降低。事实上，YAP与PPARγ相关信号分别通过拮抗DNA损伤与氧化应激应答，保护肝细胞免受乙醇诱导的衰老。
一旦建立，衰老的作用取决于ALD的阶段。ALD患者肝活检研究显示，衰老肝细胞积累与氧化应激增强相关，尤其在AH患者中较正常或肝硬化肝脏更为显著。值得注意的是，抗IL-1β治疗后AH的部分消退伴随衰老标志物减少，支持细胞衰老与ALD背景下AH之间的致病关联。机制上，AH中的衰老肝细胞表达GDF15（一种与线粒体应激反应相关的SASP因子），其水平与不良预后及有限治疗反应相关。尽管这些研究未直接证明衰老在ALD发病机制中的因果作用，但强烈提示持续性肝细胞衰老在AH期间导致不良临床结局，并可能作为ALD严重程度的生物标志物。相反，来自ALD早期阶段的证据表明衰老可发挥保护功能。在此背景下，IL-4激活的KCs分泌IL-6促进肝细胞衰老，保护其免受乙醇诱导的脂肪变性与凋亡，从而限制疾病进展。这些对比性观察结果提出了关于ALD中衰老功能调控机制的重要问题：其功能是由衰老细胞的持续存在及其随时间推移的进行性重编程主导，还是由塑造衰老结局的肝脏微环境内更广泛的炎症转变主导。
3.4 MASLD/MASH中的免疫代谢功能障碍与衰老
MASLD以肝脏脂质积累为特征，其进展形式MASH定义为伴随炎症、肝细胞损伤与不同程度纤维化的脂肪变性，是日益普遍的慢性肝病。尽管与ALD存在部分共性，MASLD/MASH是由代谢功能障碍而非饮酒驱动的独特疾病实体，其发生受遗传易感性与生活方式（如饮食与体力活动）影响。这种代谢失衡状态伴随免疫 landscape 失调，包括代谢激活的巨噬细胞——其响应脂质积累与肝细胞损伤而采用促炎表型。同时，致病性T细胞放大炎症并促进巨噬细胞进一步招募，共同加剧肝损伤与疾病进展。在这种紊乱的炎症与代谢环境中，肝细胞发生深刻的分子改变，导致细胞衰老。
MASLD/MASH期间，持续性细胞应激迫使肝细胞进入稳定衰老表型。在这些应激源中，与铁过载相关的铁死亡应激促进衰老诱导与疾病进展。此外，线粒体功能障碍与脂毒性等代谢性损伤通过增加ROS生成，驱动MASLD/MASH中的衰老诱导。在此背景下，肝细胞中Hedgehog信号丢失（常见于MASLD患者肝活检）作为氧化应激驱动衰老的强效触发因素，激活DNA损伤应答与促炎SASP，进而推动疾病进展。衰老细胞中的线粒体功能障碍通过损害脂肪酸氧化（FAO）、促进脂质积累，进一步加剧该过程，加速MASLD/MASH进展。除FAO受损外，脂质代谢改变（包括MASLD/MASH中常见的胆固醇生物合成失调）也可激活核受体ERRα，驱动线粒体功能障碍、氧化应激与p53介导的DDR，从而诱导衰老。虽然这种胆固醇介导的DDR激活尚未在MASLD/MASH中直接证实，但其阐释了代谢应激如何触发肝细胞衰老。此外，营养过载（如高脂暴露）也被证明可促进肝细胞衰老，提示类似的饮食驱动机制也可能参与MASLD/MASH中的衰老诱导。这些代谢应激源可能共同形成正反馈环路，其中衰老细胞积累进一步破坏肝脏代谢稳态，加速MASLD/MASH进展。与这种致病作用一致，在饮食诱导脂肪变性的 preclinical 模型中，药物清除衰老细胞可减少肝脏脂质积累，潜在延缓MASLD/MASH进展。
除影响肝脏代谢功能障碍外，衰老在MASLD/MASH中发挥更广泛的病理效应，促进纤维化、免疫失调及进一步的肝功能障碍。人类MASLD/MASH样本与脂肪肝病 preclinical 小鼠模型均报道衰老细胞积累。值得注意的是，衰老水平随纤维化进展、脂肪变性加重及疾病严重程度升高而增加，支持其作为疾病进展标志物的潜力。机制上，衰老肝细胞通过激活HSCs并刺激ECM沉积促进MASH纤维化。这种促纤维化信号由SASP因子（如Sonic hedgehog，SHH）的分泌触发，其维持HSC激活与纤维化。此外，其他SASP成分（如GDF15）已成为MASLD中的相关因子。MASLD患者血清中GDF15水平升高与肝细胞衰老增加相关，并参与体外强化肝细胞衰老、HSC激活、LSEC毛细血管化及巨噬细胞重编程的旁分泌信号机制，共同加剧MASLD进展。尽管直接机制证据有限，但GDF15水平与疾病严重程度的持续关联凸显其作为MASLD/MASH进展生物标志物的潜力。
虽然衰老肝细胞及其SASP是MASLD/MASH进展的主要介质，新兴证据表明免疫细胞中的衰老诱导（即免疫衰老）增加了另一层病理机制。具体而言，合并MASH的2型糖尿病患者肝脏显示以高CD57、低CD28表达为标志的衰老T细胞积累。这种积累与肝纤维化相关，并与富含IL-15表达单核细胞的 altered 肝脏微环境相关，后者进一步促进炎症与纤维化。类似地，饮食诱导的MASH preclinical 模型显示肝脏衰老巨噬细胞积累，其促进纤维化与肝功能障碍。在此背景下，衰老免疫细胞可能表现出衰老监视功能受损，导致衰老细胞积累， perpetuating 未解决炎症与细胞损伤的恶性循环，从而加剧MASLD/MASH进展。
综上，衰老在肝损伤中发挥背景依赖性功能：短暂存在时支持再生与组织修复，持续存在时则促进纤维化、炎症与代谢功能障碍。这些差异结局的关键决定因素在于衰老细胞与免疫系统间的动态交互——其既可促进衰老监视，也可驱动免疫耗竭与慢性炎症。明确这些免疫-衰老细胞交互的调控机制，对于理解慢性肝病如何持续及如何逐步向恶性转化至关重要。
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衰老在肝细胞癌发生与进展中的双重作用
慢性肝病以持续性损伤为特征，涉及肝细胞死亡与代偿性增殖的反复循环，伴随进行性纤维化、代谢功能障碍与慢性炎症。这些病理状态共同创造了癌症发生的许可性环境。在这一演变 landscape 中，细胞衰老作为从慢性肝损伤向肿瘤启动与进展转变的关键参与者凸显。根据细胞内在与外在信号，衰老细胞既可强化肿瘤抑制，也可能在持续存在时塑造促肿瘤微环境。因此，理解衰老如何促进慢性肝病向肝癌转变，及其多面性如何调控免疫应答，对于阐明其在HCC启动与进展中的作用至关重要。
4.1 从慢性肝病到肝细胞癌转变过程中的衰老
在慢性肝病背景下，衰老最初发挥肿瘤抑制作用。事实上，衰老HSCs的积累可保护小鼠免受炎症驱动纤维化及随后的HCC发生。同样，在肝细胞衰老诱导轻微的轻度肝损伤模型中，非衰老受损细胞保留增殖能力并驱动HCC形成。相反，在重度损伤模型中，更强的衰老诱导显著限制癌前肝细胞增殖并降低HCC发生率。除这些细胞自主效应外，癌细胞中衰老的诱导可引发精密调控的抗肿瘤免疫应答，在肝脏中主要由巨噬细胞、T细胞与NK细胞介导。这种衰老监视机制使免疫系统能够识别并清除癌前衰老肝细胞，这在轻度肝损伤模型中已得到证实——该模型中强制诱导衰老可引发免疫细胞浸润，从而预防肿瘤形成。值得注意的是，这些非细胞自主效应主要由SASP orchestrate，其中COX2等上游调控因子促进抗肿瘤因子表达，招募并激活免疫效应细胞群。具体而言，在不同肝癌模型中，IL-1α与IL-8等SASP因子促进NK细胞招募，而CCL2与CSF1等趋化因子驱动巨噬细胞激活与招募，共同实现癌前衰老肝细胞的清除。
然而，随着肝损伤持续，衰老程序可发生从保护性向致病性的功能转变。由于SASP具有背景依赖性与动态性，该程序的长期激活可将肿瘤微环境（TME）重塑为慢性、低度炎症生态位，促进肝癌发生。这标志着HCC发展的关键转折点：衰老细胞不再限制恶性进展，而是通过其SASP维持炎症、纤维化与免疫抑制。在此阶段，衰老HSCs与肝细胞分泌IL-8与IL-33等SASP因子，促进促肿瘤巨噬细胞与调节性T细胞（Tregs）招募，从而介导免疫抑制与癌症启动。此外，衰老HSCs通过gasdermin介导的IL-33分泌，促进肥胖相关肝损伤背景下的HCC发生。与此一致，关键DNA修复蛋白RAD51的缺失驱动基因组不稳定性与随后的肝细胞衰老，产生促炎与促纤维化SASP，促进病理性重塑与HCC发生。这些发现共同阐释了衰老如何在慢性肝损伤中从抗肿瘤机制演变为促肿瘤力量，而肥胖相关代谢功能障碍进一步强化了这一转变。
代谢应激通过改变衰老细胞的分泌与免疫调节谱，强化其促肿瘤重编程。例如，高脂饮食诱导的代谢应激促进HSC衰老，并使其SASP包含肝细胞生长因子（HGF）。反过来，衰老相关的HGF信号破坏正常的上皮监视，使致癌肝细胞能够逃避与未转化邻近细胞的竞争并过度生长。类似地，MASH驱动HCC中糖异生酶FBP1的缺失，重编程肝细胞代谢以促进肝脏脂肪变性与恶性转化。机制上，肝细胞FBP1缺失触发HMGB1释放，进而诱导HSC衰老与促肿瘤SASP。该过程 exemplifies 代谢应激与炎症如何通过衰老汇聚，创造允许恶性转化的生态位。有趣的是，临床观察也发现类似关联：MASLD或肝硬化相关HCC患者若显示衰老标志物（包括SASP因子）水平升高，则伴随独特的免疫代谢改变与更差预后。
除细胞内在与饮食诱导的代谢驱动因素外，肠-肝轴产生的外部信号也被证明可塑造衰老程序并影响其肝癌发生效应。肝内微生物群紊乱通过TLR4/NF-κB轴诱导HSC衰老，产生促炎SASP，加速从肝硬化向HCC的转变。这一发现凸显代谢、炎症与微生物信号在驱动衰老相关肝癌发生中的复杂交互。与此一致，肥胖相关的肠道菌群改变导致微生物代谢产物脱氧胆酸生成增加，其诱导HSCs的DNA损伤与衰老。这些衰老HSCs产生的SASP促进促肿瘤微环境形成，进一步驱动肥胖相关HCC发生。此外，在肥胖与MASH中，肠道菌群衍生因子协同诱导HSC衰老，其促肿瘤SASP包含前列腺素E?，后者抑制抗肿瘤免疫并促进肝脏肿瘤发生。这些发现凸显代谢功能障碍与炎症如何与肠-肝轴改变紧密关联，其中微生物菌群失调放大衰老相关与炎症信号，促进肿瘤进展。
尽管持续性衰老促进促炎与免疫抑制微环境，损害癌前肝细胞的免疫介导清除并支持其恶性转化，但部分肝细胞可绕过衰老程序，重新获得增殖能力与致癌潜力。例如，癌前肝细胞通过抑制FBP1水平绕过MASH相关肝细胞衰老，实现恶性转化。这一关键转变涉及全基因组转录重编程，特征为增殖与DNA修复驱动基因上调，同时衰老相关通路下调。类似地，近期研究显示，慢性肝损伤后的促再生环境可触发肝细胞逃逸癌基因诱导衰老，驱动其恶性转化。这种转变部分由再生信号（如三叶因子3）驱动，其支持促增殖环境并阻碍免疫细胞介导的衰老监视。综上，这些发现凸显内在遗传改变与外在炎症及再生信号如何协同作用，绕过衰老，促进恶性进展。
4.2 已建立肝脏肿瘤中衰老功能的内在与外在调控
在已建立的HCC中，衰老肿瘤细胞呈现显著的表型异质性，表现为分子谱、分泌活性与免疫可见性的差异。这种异质性源于内在改变与TME外在信号的整合，是衰老对癌症进展产生多样且常对立效应的基础。衰老的这种背景依赖性作用在从癌前病变向已建立HCC转变期间尤为明显：衰老细胞的作用从肿瘤抑制转向肿瘤促进。在癌前病变中，肝细胞的OIS通过CCL2招募未成熟CCR2+髓系细胞，后者随后分化为巨噬细胞以清除癌前肝细胞。然而，在已建立的HCC中，相同的衰老相关信号被癌细胞利用——其通过CCL2/CCR2相关信号招募TME中的巨噬细胞前体，反而抑制NK细胞介导的衰老监视。在此条件下，巨噬细胞保持未成熟与免疫抑制状态，损害衰老监视同时支持肿瘤生长。
值得注意的是，多层调控机制（包括表观遗传、遗传与代谢改变）定义了不同的衰老细胞状态，并塑造其与周围TME的交互。
4.2.1 衰老异质性的分子决定因素：表观遗传、遗传与转录程序
人类癌症呈现深刻的遗传与表观遗传异质性，以具有独特转录程序的不同肿瘤细胞群为特征，这导致TME内的功能变异性。同样，衰老肿瘤细胞在转录水平存在显著多样性，影响其在HCC进展中的功能。
表观遗传调控在塑造HCC背景下衰老肿瘤细胞的命运与结局中发挥关键作用。例如，EZH2/MCM复合物-hTERT轴通过主动抑制细胞衰老促进HCC进展。相反，其他表观遗传调控因子（如UHRF1）通过诱导DNA低甲基化并激活TP53依赖性衰老，作为对抗HCC形成的保护屏障。类似地，SMARCA4信号丢失通过增强衰老细胞的免疫原性抑制肿瘤进展。SMARCA4缺失激活cGAS-STING与RIG-I/MAVS通路，增强衰老肿瘤细胞的先天免疫感知并强化NK细胞介导的细胞毒性。反之，尽管染色质重塑增强OIS肝细胞的免疫原性，但E2F依赖性胞质DNase表达下调介导的衰老HSCs中cGAS-STING通路激活，却将SASP重塑为慢性炎症状态，反而促进HCC发生。这些发现共同阐释了衰老相关信号在细胞类型特异性后果：共享调控节点（如cGAS-STING通路）可对肿瘤进展产生截然相反的效应。
除表观遗传调控外，癌细胞中的遗传改变深刻影响TME的组成与行为。值得注意的是，不同的致癌突变调控细胞因子分泌、代谢输出与免疫信号，从而 orchestrate 局部与系统性免疫 landscape，影响肿瘤进展。并行地，类似的基因型依赖性机制可能调控衰老癌细胞的非细胞自主效应，其分泌程序与免疫交互很可能由其遗传背景塑造。在这些遗传事件中，TP53肿瘤抑制基因突变尤为普遍（约占HCC患者的20%–50%），并对衰老诱导及随后的免疫调节产生广泛影响。作为衰老程序的主调控因子，p53整合细胞应激信号以触发生长停滞、SASP激活与衰老监视。事实上，在Trp53缺陷小鼠肝癌中恢复Trp53表达，可触发强烈的衰老应答，随后被先天与适应性免疫细胞清除。p53在调控衰老表型中的核心作用也影响治疗诱导衰老的反应。例如，Trp53缺陷是细胞周期蛋白7（CDC7）抑制驱动HCC衰老的必要条件，后者在减缓肿瘤生长的同时，生成富含巨噬细胞与T细胞的炎性TME。
除单基因突变外，更广泛的转录程序也促进HCC中衰老表型异质性。事实上，HCC中的免疫相关结局与衰老肿瘤细胞的多样化转录组谱密切相关，基于机器学习的HCC样本分析鉴定出具有独特免疫调节特征的衰老细胞亚型。近期使用细胞衰老评分的转录组分析揭示了三种不同的衰老相关基因表达模式，分别与氧化应激、代谢改变及可变免疫调节能力相关，这些模式与HCC中的免疫细胞浸润、TME组成及临床预后差异相关。这些发现共同强化了“衰老并非均一细胞状态，而是包含具有背景依赖性功能的多种表型状态”这一概念。近期衰老组织的单细胞分析进一步支持这一观点：p16+与p21+衰老细胞形成具有独特分泌谱与细胞间通讯模式的衰老亚型。有趣的是，在衰老肝脏中，p16+细胞主要为内皮细胞，而p21+细胞富集于肝细胞，凸显衰老程序的细胞类型特异性。尽管此类衰老亚型尚未在HCC中定义，但类似的细胞内在变异可能存在于HCC中，并可能由不同的衰老触发因素、遗传改变及肝脏TME内受累细胞群的身份塑造。
这些发现共同证明，分子因素如何塑造HCC中衰老癌细胞的表型异质性，决定其肿瘤抑制或促肿瘤功能，以及其对免疫应答与治疗结局的影响。
4.2.2 衰老癌细胞多样性的代谢决定因素
HCC中的肿瘤进展由广泛的代谢重编程驱动，包括糖酵解增强（Warburg效应）、磷酸戊糖通路激活及氨基酸与脂肪酸代谢改变。在这种高代谢需求的 landscape 中，衰老细胞需表现出显著的代谢可塑性，调整其代谢程序以满足特定的能量、生物合成与免疫调节需求。在此背景下，代谢重编程在塑造肝脏TME内衰老肿瘤细胞的异质性中发挥关键作用。
如前文在肝损伤背景下所述，非恶性衰老细胞中观察到的深刻代谢重编程反映了其多样化的炎症与免疫调节潜力。在HCC中，上调ATP生成相关代谢通路的衰老癌细胞，表达更高水平的免疫检查点受体，并形成富含Tregs与促肿瘤髓系细胞的免疫抑制性TME。衰老肿瘤细胞与巨噬细胞间的代谢交互似乎是这种表型的核心。事实上，衰老肝癌细胞被证明可诱导巨噬细胞表达CD73——一种腺苷代谢外核苷酸酶，可在细胞表面催化细胞外AMP转化为腺苷。由于腺苷是TME中的关键免疫抑制代谢物，巨噬细胞增强的腺苷生成可能强化免疫抑制并促进HCC生长。尽管驱动这种免疫代谢重编程的信号尚不清楚，但明确该调控是否涉及更广泛的免疫细胞类型，以及SASP分泌的代谢物在多大程度上参与其中，将是重要研究方向。
除腺苷相关代谢外，HCC中的衰老癌细胞还呈现更广泛的代谢适应，其中线粒体功能障碍与脂质代谢改变汇聚以塑造其能量平衡与免疫调节能力。肝癌细胞中的线粒体功能障碍导致能量剥夺、氧化应激与DNA损伤，从而触发衰老并限制肿瘤控制。在此背景下，线粒体应激影响脂质代谢，促进胆固醇生物合成与脂肪酸氧化增强。事实上，与衰老的非恶性细胞类似，衰老癌细胞积累脂滴并上调脂质分解代谢，这支持能量生成并间接影响其分泌谱及与TME的交互。mTOR作为细胞代谢的主调控因子，直接控制多种SASP组分的转录与翻译，是这一过程的核心协调者。
这些发现共同凸显内在代谢信号如何塑造衰老表型以支持肿瘤进展，并提出外在代谢因素（如饮食）可能如何进一步调控衰老癌细胞功能的问题——尤其是在MASH相关HCC中。
4.2.3 肿瘤免疫监视与逃逸中衰老细胞表面组的适应
细胞表面组作为肿瘤细胞与其TME间的动态界面，包含介导细胞-细胞交互、受体相关信号转导（包括免疫识别与逃逸通路）的多样化蛋白质池。同样，衰老癌细胞可呈现可变的表面组，这关键影响其TME内交互与命运。
由于衰老细胞是免疫清除的天然靶标，其表面组可被重塑以主动增强免疫效应细胞的识别。在肝癌中，衰老癌细胞上调NKG2D配体，从而增强NK细胞介导的细胞毒性，促进免疫驱动的肿瘤清除。类似地，在HCC与其他肿瘤模型中，衰老癌细胞被证明上调MHC机制以促进抗原识别并触发T细胞应答激活。值得注意的是，近期研究显示，衰老肝癌细胞可通过增加IFN-γ受体（IFNGR1）的表达与信号转导，重编程微环境感知通路。这种表面组的适应性改变使衰老肿瘤细胞能够更有效地响应干扰素信号，进一步强化其免疫原性并支持免疫清除。然而，衰老细胞也可通过表面组重塑实现免疫逃逸。例如，衰老癌细胞可上调CD47等“别吃我”信号，抑制巨噬细胞介导的吞噬作用，从而在免疫压力下存活。此外，某些衰老亚型可能下调抗原呈递分子或免疫激活配体，减少免疫效应细胞的识别与攻击。这种表面组的可塑性是衰老细胞在TME中存活与功能多样性的重要基础，也提示靶向特定表面分子可能成为调控衰老细胞命运的治疗策略。
综上，本综述系统阐述了细胞衰老在肝脏病理生理中的复杂角色，从急性损伤后的组织修复到慢性肝病进展，再到HCC的发生与演进。衰老的功能高度依赖细胞类型、持续时间、微环境信号及疾病阶段，这种异质性既是理解肝病发病机制的关键，也为开发精准的衰老靶向治疗提供了理论基础。未来研究需进一步明确不同衰老亚型的分子特征与调控网络，以推动相关治疗策略从 preclinical 模型向临床转化。
