综述:基质的黑暗面:弹性蛋白衍生片段通过激活免疫系统驱动衰老

《Ageing Research Reviews》:The Dark Side of the Matrix: Elastin-Derived Fragments Drive Aging by Igniting the Immune System

【字体: 大 中 小 】 时间:2026年08月23日 来源:Ageing Research Reviews 15.5

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   摘要细胞外基质(ECM)在衰老过程中发生广泛改变,然而其对生物体衰老的贡献仍未被完全理解。新兴证据现在将弹性蛋白衍生片段确定为具有生物活性的基质细胞因子,它们作为炎性衰老和衰老的系统性驱动因素发挥作用,而不是组织降解的被动副产品。本观点文章考察了关于弹性蛋白衍生片段在基质细胞

  

摘要

细胞外基质(ECM)在衰老过程中发生广泛改变,然而其对生物体衰老的贡献仍未被完全理解。新兴证据现在将弹性蛋白衍生片段确定为具有生物活性的基质细胞因子,它们作为炎性衰老和衰老的系统性驱动因素发挥作用,而不是组织降解的被动副产品。
本观点文章考察了关于弹性蛋白衍生片段在基质细胞因子生物学和衰老背景下的最新发现,突出了它们作为炎性衰老和系统性衰老介质的新兴角色。它进一步讨论了这些发现对理解衰老机制的意义,并探讨了它们激发针对年龄相关疾病的新治疗策略的潜力。

引言

衰老的特征是组织完整性和功能的逐渐丧失,其由相互关联的标志驱动,包括细胞衰老、干细胞耗竭、基因组不稳定、线粒体功能障碍和表观遗传改变(López-Otín et al., 2013)。虽然这些衰老过程的细胞内在机制已被广泛研究,但细胞外微环境,特别是 ECM,对衰老的贡献相比之下受到的关注较少。
ECM 是一个由结构蛋白(包括胶原蛋白、弹性蛋白、纤连蛋白和蛋白聚糖)组成的动态且高度有序的网络,它不仅为组织提供结构和机械支持,还调节细胞行为,如机械传导和生长因子信号传导。在衰老过程中,ECM 发生渐进性改变,导致组织结构和功能的退化(Freitas-Rodríguez et al., 2017)。例如,在人类皮肤衰老过程中,主要由胶原蛋白 ECM 组成,发生渐进性改变,如胶原蛋白原纤维的碎裂(T Quan, 2026)和弹性纤维完整性的丧失(Shao et al., 2017)。与年龄相关的真皮 ECM 降解传统上被视为衰老的结果,然而,它不仅仅是一种被动的结构改变,例如损害真皮机械特性(Shao et al., 2017)、细胞形态和细胞信号传导(Quan et al., 2025; T Quan, 2026)。新兴证据表明,ECM 成分的蛋白水解会产生生物活性片段,称为 基质细胞因子,它们可以进入循环并发挥系统性作用(Jariwala et al., 2022)。其致病作用已被认为与广泛的疾病有关,包括慢性阻塞性肺病(COPD)、血管钙化、动脉粥样硬化、主动脉瘤、组织纤维化和癌症(Heinz, 2020, Jariwala et al., 2022, Wells et al., 2015)。基质细胞因子的生物学意义已在多种 ECM 蛋白中确立。例如,在胶原蛋白降解过程中产生的胶原蛋白衍生的脯氨酸 - 甘氨酸 - 脯氨酸(PGP),作为中性粒细胞趋化因子发挥作用,并在慢性肺炎症中发挥关键作用,特别是在 COPD 中(Braber et al., 2011, Weathington et al., 2006)。弹性蛋白衍生片段与弹性蛋白受体复合体相互作用,调节炎症信号传导、细胞迁移、基质重塑和血管细胞功能(Heinz, 2020, Le Page et al., 2019)。在血液恶性肿瘤中,弹性蛋白衍生片段还促进白血病细胞迁移,突出了它们超越结构基质周转的多样化生物活性(Blood et al., 1988, Szychowski and Skora, 2024)。总的来说,这些研究表明弹性蛋白衍生的基质细胞因子是慢性病理过程的活性介质,而不是弹性蛋白降解的被动副产品。自然·衰老上 Yi 等人的最近研究将弹性蛋白衍生的基质细胞因子已确立的生物学扩展到了生物体衰老的背景中,提供证据表明弹性蛋白衍生片段主动促进炎性衰老和系统性衰老,而不仅仅是反映与年龄相关的组织损伤(Yi et al., 2025)。这些发现将 ECM 重塑定位为衰老过程的潜在驱动因素,而不仅仅是结果。
本观点文章讨论了鉴定弹性蛋白衍生片段作为炎性衰老和系统性衰老活性介质的最新证据,将这些发现置于基质细胞因子生物学更广泛的文献背景中,并考虑它们对衰老机制和治疗干预的意义。

章节片段

弹性蛋白片段作为衰老的系统性驱动因素

炎症是衰老的标志,也是许多年龄相关疾病的主要驱动因素,包括糖尿病、心血管疾病、肥胖和器官衰退(Franceschi et al., 2018a)。这些疾病的发生率随年龄显著增加,并且始终与慢性、低度炎症相关,称为炎性衰老(Frasca et al., 2017)。虽然免疫细胞介导炎性衰老,但触发这些反应的下游组织衍生信号仍不清楚。
弹性蛋白,一种高度

靶向基质细胞因子信号传导:治疗机会

靶向弹性蛋白衍生基质细胞因子信号传导的转化意义重大。在自然衰老的小鼠中,使用 2-脱氧 -2,3-脱氢 -N- 乙酰神经氨酸(DANA)药理学抑制 NEU1 使中位寿命延长约 17%,并显著改善健康寿命的多个方面,包括代谢稳态、身体表现和炎症状态(Yi et al., 2025)。这些发现提供了令人信服的初步证据,证明中断弹性蛋白衍生

未解决的问题和未来方向

尽管取得了这些进展,仍有几个重要问题悬而未决:(1)弹性蛋白片段的来源和生成:衰老过程中循环弹性蛋白片段的主要解剖学来源是什么?与几乎分布在所有器官中的胶原蛋白和纤连蛋白不同,弹性蛋白主要局限于发生反复拉伸和回索的组织(Baldwin et al., 2013)。主动脉及其主要分支,以及肺和皮肤,代表了身体的

结论

弹性蛋白衍生片段代表了炎性衰老和系统性衰老的强大驱动因素。与其作为一种被动的结构实体,衰老的 ECM 成为一种产生促炎信号的活性来源,驱动系统性衰老。鉴定弹性蛋白衍生的肽段,特别是 VGVAPG 基序,作为炎性衰老的关键介质,建立了组织重塑、免疫功能障碍和系统性衰老之间的直接机制联系。通过定义从 ECM 降解

作者贡献

T.Q. 起草了稿件、图表并完成了稿件定稿。

未引用的参考文献

(crT Quan et al., (2026))

资助

这项工作得到了美国国立卫生研究院(RO1ES014697, R01AG081805, R01AG083378, 和 U01AG077924)的支持。

利益冲突

作者声明没有利益冲突。

致谢

这项研究得到了美国国立卫生研究院(NIH)的支持。作者使用了由 OpenAI 开发的 AI 语言模型 ChatGPT,以提高稿件部分内容的清晰度和可读性。作者审阅并编辑了内容,并承担全部责任。

利益竞争声明

作者声明他们没有任何已知的竞争性经济利益或个人关系可能影响本论文中报告的工作。
全泰浩
美国密歇根州安娜阿伯,密歇根大学医学院皮肤科
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