細胞衰老是在特定的衰老微環境中,在不同的應激源的作用下,細胞持續的低增殖狀態。衰老細胞具有雙刃劍效應:它們在生理上對組織修復、器官生長和身體內環境穩定有利,但在衰老相關疾病中可能有害。在衰老的標志中,SASP,特別是與SASP相關的細胞外囊泡(EV)信號,通過旁分泌和內分泌機制在衰老傳遞中起主導作用。
EVs 在衰老微環境和與年齡相關的疾病中成功地進行細胞間和器官間通訊。它們對免疫、炎癥、基因表達和代謝水平的下游目標產生不利影響。此外,從不同供體獲得的 EV 也是抗衰老治療的有前途的材料和工具,可用于無細胞系統的再生和恢復活力。在這里,作者描述了細胞衰老的特征和衰老微環境,重點關注EVs在年齡相關疾病中的產生和功能,為EVs抗衰老治療提供新思路。
圖片來源:https://doi.org/10.1002/jev2.12154
細胞衰老是細胞周期阻滯的一種生理穩定狀態,嚴格調控細胞增殖和壽命。這一現象的發現可以追溯到20世紀60年代。Hayflick和Moorhead培養了人類成纖維細胞,并觀察到它們經歷了有限數量的細胞分裂,這現在被稱為Hayflick限制。細胞衰老是細胞死亡的一種過渡狀態,它在細胞水平上精確地調控著細胞的生存和死亡。
預期的細胞衰老軌跡是細胞消除,這在促進組織修復和調節器官生長和體內平衡方面起著至關重要的作用。然而,在衰老相關疾病中,衰老細胞在衰老過程中過度積聚成為負擔,擾亂了程序性細胞死亡的軌跡,導致再生能力下降。這些發現表明,組織內的衰老細胞短期積累有利于內部環境的更新和器官的維護,而組織內的衰老細胞長期積累則會導致內部環境的失衡和器官的功能喪失。
細胞衰老的這種雙刃劍效應特別歸因于衰老相關分泌表型(SASP),它可以通過誘導免疫細胞補充以對抗應激源而受益,也可以通過誘導衰老信號的傳遞導致炎癥而有害。在這些分泌因子中,細胞外囊泡(ev)是由大多數細胞類型釋放的具有脂質雙分子層膜的各種小囊泡,幾乎在所有體液中都能檢測到。它們在細胞和器官之間的全方位交流表明它們與年齡相關疾病背景下的衰老信號傳遞密切相關。
通過 EV 傳播可誘導免疫和炎癥激活、基因組不穩定性、端粒磨損、表觀遺傳改變、線粒體和溶酶體系統功能障礙、ROS 積累、蛋白質穩態和營養喪失以及靶細胞中的干細胞耗竭。它們的臨床應用潛力表明它們可以用于治療以延長壽命。在這篇綜述中,作者關注 EV 在衰老微環境和年齡相關疾病中的作用,以及 EV 作為病理性衰老狀態的生物標志物和治療方法的價值。
在這篇綜述中,作者首次討論了衰老微環境的特征,突出了可能為治療年齡相關疾病開發的新思路。一方面,針對老化微環境的不穩定性,及時預防和排除干擾因素必須是重點,并進行相應的管理。另一方面,考慮到衰老微環境的放大效應,抑制有害分子的分泌,切斷衰老傳遞途徑,可以緩沖炎癥微環境的不良影響。此外,鑒于衰老微環境的變化性,探索其關鍵轉化機制并干預關鍵事件,可以有效阻止和逆轉病理狀態的建立和發展。
利用衰老治療的方法:senolytics, senomorphics和ev介導的再生和年輕化。
圖片來源:https://doi.org/10.1002/jev2.12154
臨床抗衰老治療應首先考慮安全性,其次考慮敏感性和特異性。由于免疫識別的特異性,senolytic CAR-T和aging CD153疫苗已經被證明是可行和有效的。這一發現表明,免疫修飾的ev可能能夠優先靶向衰老細胞和組織,以促進治療。然而,EV移植前應嚴格驗證給藥途徑、合理劑量、給藥間隔和宿主營養狀況。經過嚴格的試驗,EVs可以被認為是抗衰老治療的有前途的材料和工具。(生物谷 Bioon.com)
小編推薦會議 2022(第六屆)細胞外囊泡前沿與轉化大會
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