去泛素化修饰在衰老相关疾病中的研究进展

去泛素化修饰是由去泛素化酶(DUBs)介导的一类重要的蛋白质翻译后修饰,其主要机制是DUBs与泛素化靶蛋白相互作用,切割或去除靶蛋白的泛素链,进而恢复蛋白的表达水平和功能活性。本文系统性地综述了去泛素化修饰在衰老相关疾病中的最新研究进展,涵盖了DUBs的种类、DUBs在细胞衰老中的作用,以及不同机制对衰老相关疾病的调控,并总结了针对DUBs小分子药物开发以及相关机制的研究进展。本文表明,随着机体的衰老,蛋白更新功能减慢、氧化损伤等因素导致泛素化蛋白累积等,进而细胞出现功能障碍。DUBs通过调节衰老细胞的蛋白质稳态、线粒体功能、细胞周期等机制,在衰老相关疾病中发挥重要且复杂的调控作用。

增强自噬的可注射水凝胶微球改善软骨微环境抗软骨细胞衰老

背景:细胞衰老是骨关节炎的重大危险因素之一,目前尚无广泛认可的针对衰老细胞的抗骨关节炎治疗策略。目的:制定可行的针对骨关节炎中衰老细胞的治疗策略。方法:采用薄膜分散法制备包封雷帕霉素的阳离子脂质体RAPA@Lipo,合成甲基丙烯酰化透明质酸水凝胶,将RAPA@Lipo加入甲基丙烯酰化透明质酸水凝胶水相液中,利用微流控设备制成水凝胶微球,再于紫光光照下交联成固体水凝胶微球(RAPA@Lipo@MS)。将人原代软骨细胞分别与RAPA@Lipo、 RAPA@Lipo@MS共培养,采用CCK-8法、活/死染色评价材料的生物相容性。将大鼠原代软骨细胞分4组培养:正常对照组常规培养48 h,造模组加入H2O2刺激24 h建立衰老细胞模型,RAPA@Lipo组、RAPA@Lipo@MS组建立衰老细胞模型后分别加入RAPA@Lipo、RAPA@Lipo@MS培养24 h,培养结束后,采用免疫荧光观察p62及Ⅱ型胶原蛋白的表达,RT-PCR检测白细胞介素6、基质金属蛋白酶13、Ⅱ型胶原、聚集蛋白聚糖及ADAMTS-5的m RNA表达。结果与结论:(1)CCK-8检测、活/死染色结果显示,RAPA@Lipo与RAPA@Lipo@MS均具有良好的生物相容性;(2)与正常对照组相比,造模组细胞p62蛋白表达升高(P <0.05),Ⅱ型胶原蛋白表达降低(P <0.05),白细胞介素6、基质金属蛋白酶13及ADAMTS-5的m RNA表达升高(P <0.05),Ⅱ型胶原及聚集蛋白聚糖m RNA表达降低(P <0.05);与造模组比较,RAPA@Lipo@MS组p62蛋白表达降低(P <0.05),Ⅱ型胶原蛋白表达升高(P <0.05),白细胞介素6、基质金属蛋白酶13及ADAMTS-5的m RNA表达降低(P <0.05),Ⅱ型胶原及聚集蛋白聚糖m RNA表达升高(P <0.05);(3)结果表明,RAPA@Lipo@MS通过增强自噬控制体内细胞质量、减少体内的衰老细胞,局部清除骨关节炎中的衰老细胞和衰老相关分泌表型因子,以此减缓骨关节炎的进展,创造一个促再生的软骨微环境。

细胞衰老变化特征研究概述

细胞衰老是细胞功能障碍、分化和增殖能力下降的生物学过程。衰老的细胞表现出几个显著的变化,包括染色质的表观遗传重塑、细胞器丰度和功能的变化以及促炎因子的分泌增加等。本文梳理出目前公认的细胞衰老的8种标志性的变化特征类型及其典型作用机制,以期为中学生物学教学提供细胞衰老方面的前沿拓展素材。

基于衰老视角的3种常见慢病共有机制与中药发现

目的 通过生物信息学分析、机器学习算法和分子对接等方法和技术探讨非酒精性脂肪肝(NAFLD)、2型糖尿病(T2DM)和动脉粥样硬化(AS)3种常见慢病和衰老基因相关的共有机制和潜在治疗药物。方法 从AgingAtlas、CellAge、GenAge和MSigDB等数据库中收集和整理与衰老相关的基因。将从CTD、DisGeNET、GeneCards、OMIM、PharmGKB和TTD等数据库中获得与NAFLD、T2DM、AS相关的基因和基于GEO差异基因分析得到的基因集取交集后,得到这3种常见慢性疾病的相关疾病基因集。利用clusterProfiler包对衰老基因集、3种疾病相关基因集进行KEGG通路富集分析并取交集。将筛选得到的KEGG通路上的富集基因合并后,导入STRING数据库并构建PPI网络,利用MCODE工具分析得到PPI网络中的核心子模块,计算其中每个节点、模块的重要值Nim和Cim。同时,采用Lasso回归模型、Boruta算法以及随机森林模型等3种机器学习模型进行特征基因筛选。利用HIT2.0数据库查找关键特征基因相关的靶向中药小分子。利用SwissADME和ADMETlab 3.0在线系统对小分子进行ADMET评价和分析。利用分子对接方法对关键作用靶点和筛选到的小分子进行对接。结果 总共获得1 325、616、78、597个与衰老、NAFLD、T2DM、AS相关的基因。衰老和3种疾病的KEGG通路富集分析结果取交集后得到2条共有交集通路,共包含243个基因。构建PPI网络,3个核心子模块中Cluster 2的Cim值最高。根据特征基因筛选结果,结合PPI网络模块分析结果,找到4个与衰老相关的特征基因:CDK6、CDKN1A、MYC、PTEN。这4个靶点具有94个潜在中药小分子候选药物,其中,白藜芦醇(resveratrol, RSV)是这4个靶点共有的中药小分子。ADMET评价显示,其具有良好的成药性。PTEN靶点具有较高的Nim值,RSV与PTEN进行分子对接,显示有较好的结合稳定性。结论 从衰老的角度来看,发现了一种潜在的中药小分子RSV,它可能通过调节关键基因PTEN来预防和治疗NAFLD、T2DM和AS这3种常见的慢性疾病。

激素与水稻叶片衰老调控的研究进展

水稻(Oryza sativa L.)作为重要的粮食作物,是全球一半以上人口的主食.叶片衰老是植物叶片发育过程中的最终阶段,是在长期自然进化过程中形成的适应性机制.水稻叶片衰老的进程直接影响着水稻的产量和品质,因此,水稻叶片衰老调控机制的研究对保障或提高作物产量具有重要意义.叶片衰老的进程受到各种外部和内部因素的调控,其中植物激素在调控叶片衰老过程中发挥重要的作用,不同种类激素对叶片衰老进程具有促进或延缓作用.通过查阅国内外相关文献,并分析、归纳后,综述了近年来激素与水稻叶片衰老调控机制的研究进展,以期为深入剖析激素在水稻叶片衰老调控中的作用机制奠定理论基础,同时为水稻稳产高产育种提供相关参考.

微冻对蚕豆籽粒保鲜效果及成熟衰老的影响

探究微冻技术对新鲜蚕豆籽粒的保鲜效果。通过测定蚕豆籽粒的冰点,确定3个微冻温度,以冷藏(4℃)为对照组,分析不同微冻温度(-2、-3、-4℃)贮藏对蚕豆籽粒感官品质、叶绿素含量、色差值等品质指标的影响,再通过多酚氧化酶(polyphenol oxidase,PPO)、过氧化物酶(peroxidase,POD)、苯丙氨酸解氨酶(phenylalamine ammonia lyase,PAL)活性、总酚含量、可溶性蛋白含量及细胞组织结构等研究微冻贮藏对蚕豆籽粒成熟衰老的影响。结果表明,4℃冷藏条件下蚕豆籽粒保鲜期为7 d,3个微冻温度贮藏均能显著提高样品的感官品质,其中-3℃使蚕豆籽粒保鲜期达35 d,能显著减缓叶绿素含量的降低和质量损失率、色差值的升高,能较好地维持蚕豆籽粒的硬度,采用主成分分析也得出-3℃为最佳微冻温度。-3℃微冻贮藏能减缓PPO、PAL活性升高,维持较高的POD活性,延缓蚕豆籽粒中淀粉和可溶性蛋白的生成、总酚的积累及变化速率,还能维持细胞组织结构、形态的相对稳定,减缓蚕豆籽粒的成熟衰老。

GSK3/Nrf2调控的生物节律在机体衰老中的规律

背景:生物节律(昼夜节律)紊乱是一个典型的与衰老有关的问题,维持生物节律的正常运作可能是一种很有前景的抗衰老策略。核转录因子NF-E2相关因子2的表达具有生物节律;糖原合成酶激酶3系统代表了一个“调节阀”,它控制核转录因子NF-E2相关因子2水平的细微振荡。抗氧化基因转录水平的昼夜变化可以影响生物体对氧化应激的反应,但是糖原合成酶激酶3/NF-E2相关因子2在调节机体衰老中的具体分子机制仍令人困惑。目的:拟通过对该领域文献的回顾,寻找糖原合成酶激酶3/核转录因子NF-E2相关因子2调控的生物节律在机体衰老中的一般规律。方法:文献资料法通过对有关“糖原合成酶激酶3、核转录因子NF-E2相关因子2、生物节律以及衰老”等相关文献进行检索、查阅和筛选,为全文的分析奠定理论基础。对比分析法通过对所得到文献进行阅读分析,比较文献之间的异同点,为论点提供合理的理论支撑。通过对文献的进一步对比分析,理清相关指标间的关系,为全文的分析明确思路。结果与结论:①糖原合成酶激酶3可通过对节律基因的调节间接调控核转录因子NF-E2相关因子2的表达;②糖原合成酶激酶3和核转录因子NF-E2相关因子2是抗衰老程序的组成部分,且与生物节律相关;③并且糖原合成酶激酶3/核转录因子NF-E2相关因子2参与多种代谢途径,包括与衰老相关疾病(2型糖尿病和癌症)和神经退行性疾病相关的代谢途径。

脑衰老与外泌体研究进程及现状的文献计量学分析

背景:近年来随着生物医学的快速发展,脑衰老和外泌体的研究受到越来越多的关注,但目前还没有文献对该领域进行文献计量学分析。目的:客观分析近15年国内外关于脑衰老和外泌体的相关文献,总结梳理该领域的研究现状、热点和发展趋势。方法:以Web of Science的核心数据库为检索平台,下载了从建库至2022-12-28发表的有关脑衰老和外泌体的文献,使用CiteSpace 6.1.R6可视化软件从国家、机构、作者、关键词、共被引文献等方面对数据进行分析。结果与结论:共纳入1045篇研究文献,国内外关于脑衰老和外泌体研究的发文量呈逐年增长趋势,美国以发文量429篇居于首位,中国以发文量277篇位居第二。美国路易斯安那州立大学以发文量16篇位居第一。路易斯安那州立大学的Lukiw,Walter J教授是发文量最大的作者,麻省理工学院Bartel DP教授是被引用最多的作者。产量最高的期刊是《International Journal of Molecular Sciences》。阿尔茨海默病、microRNA、基因表达、细胞外囊泡、外泌体、氧化应激和生物标志物等是最相关的术语。根据对热门话题的研究,生物标志物已成为一个新的研究热点。以上结果表明,近15年来脑衰老和外泌体的研究呈逐渐上升趋势,研究方向由最初探究与脑衰老相关的中枢神经系统疾病miRNA的表达,已逐渐转向为寻找能成为识别和诊断神经退行性疾病的生物标志物,基于外泌体miRNA的方法已经成为中枢神经系统疾病有希望的治疗策略。

表观遗传学变化及运动调控:改善骨骼肌衰老的机制

背景:骨骼肌衰老和多种表观遗传学变化密切相关,运动对这些表观遗传学变化具有一定调控作用,但尚不完全了解其具体机制。目的:回顾骨骼肌的表观遗传学机制以及运动如何通过这些表观遗传学机制来改善骨骼肌的衰老,并促进肌肉的适应性变化,旨在更全面地认识骨骼肌老化和疾病机制。方法:于2023-06-01/08-01检索自建库至2023年8月的Web of Science、PubMed、中国知网(CNKI)、万方和维普等数据库,中文检索词包括骨骼肌、肌肉、衰老、老年、老化、运动、体育锻炼、表观遗传、表观遗传学等;英文检索词包括skeletal muscle,muscle,aging,older adult,senescence,older adult,age,exercise,sports,physical activity,physical activity,epigenetic,epigenetics等。运用布尔逻辑运算符将检索词连接并进行检索,并制定了相应的策略。根据预定的纳入和排除标准,最终筛选出70篇符合条件的文献。结果与结论:①表观遗传学是指基因序列不发生改变的情况下,基因表达和功能受到调控的现象,其中骨骼肌的表观遗传学变化是一个重要的领域;②骨骼肌的表观遗传学机制在肌肉衰老过程中起着重要作用,主要涉及DNA甲基化、组蛋白修饰、非编码RNA的调控、染色质重塑、线粒体功能改变和衰老相关基因的表达改变等;③运动显著调控骨骼肌表观遗传学,包括运动促进骨骼肌DNA甲基化、骨骼肌组蛋白修饰、调控骨骼肌miRNA、调控骨骼肌长链非编码RNAs、调控肌肉因子(白细胞介素6的作用)、调控骨骼肌线粒体功能(过氧化物酶体增殖剂激活受体γ共激活因子1α的作用);④建议未来开展:长期、跨不同群体的运动干预研究;应用多组学技术,如蛋白组学和代谢组学;加强对单个细胞水平上表观遗传学变化;开展跨物种的比较研究以及人体临床试验将动物模型的发现转化到人类;研究运动与药理学干预相结合的策略评估两者的协同效果;开展骨骼肌和不同器官之间串扰交互作用的表观遗传学研究。

基于P53/P21信号通路探讨培元益肾安胎方对高龄复发性流产小鼠细胞衰老及蜕膜化的影响

目的基于P53/P21信号通路观察培元益肾安胎方调控高龄复发性流产(RSA)小鼠细胞衰老及蜕膜化过程,探讨其治疗RSA的作用机制。方法将8~9月龄CBA/J雌鼠随机分为高龄模型组(生理盐水0.3 mL/d)、中药组(18.72 g/kg)和地屈孕酮组(2.6 mg/kg),6~8周龄CBA/J雌鼠为育龄空白组(生理盐水0.3 mL/d),每组5只,分别予相应药液灌胃2周后,将育龄空白组小鼠与BALB/c雄鼠合笼,其余各组与DBA/2雄鼠合笼,确认见栓后继续灌胃至妊娠第9日取材。观察小鼠胚胎丢失率,HE染色观察子宫蜕膜形态,免疫组化法检测蜕膜组织衰老相关蛋白P16^(INK4a)定位及表达,RT-PCR及Western blot检测蜕膜组织P53、P21、胰岛素样生长因子结合蛋白1(IGFBP-1)、泌乳素(PRL)mRNA及蛋白表达。结果与育龄空白组比较,高龄模型组小鼠胚胎丢失率显著升高(P<0.05),子宫内膜形态不规则,细胞呈空泡状且腺体及血管数量减少,蜕膜组织P16^(INK4a)表达显著升高(P<0.05),P53、P21 mRNA及蛋白表达显著升高(P<0.05),IGFBP-1、PRL mRNA及蛋白表达显著下降(P<0.05);与高龄模型组比较,中药组和地屈孕酮组小鼠胚胎丢失率有下降趋势,蜕膜组织细胞排列较整齐,血管和腺体数量增加,蜕膜组织P16^(INK4a)表达显著降低(P<0.05),P53、P21 mRNA及蛋白表达显著降低(P<0.05),IGFBP-1、PRL mRNA及蛋白表达显著升高(P<0.05)。结论培元益肾安胎方可能通过调控P53/P21信号通路改善高龄RSA模型小鼠子宫内膜基质细胞衰老状态,促进蜕膜化进程,从而发挥保胎作用。

细胞衰老在视网膜疾病发病机制中的作用研究进展

细胞衰老表现为细胞周期停滞,细胞增殖能力不可逆性丧失,是一种正常的生理现象,也可能是一种细胞受到异常刺激做出的病理应激反应。视网膜相关疾病的发病机制复杂,治疗方法有限且效果欠佳。近年来研究表明,细胞衰老参与一些视网膜相关疾病的发生发展。本文主要就细胞衰老在视网膜相关疾病中的作用和对疾病发生发展的影响及治疗进展进行综述。

基于UHPLC-QE-MS方法结合网络药理学探讨炆何首乌抗衰老的作用机制

目的探讨炆何首乌抗衰老的作用机制。方法通过超高效液相色谱-质谱联用(UHPLC-QE-MS)技术,鉴定生、炆何首乌活性成分;利用相关数据库筛选出炆何首乌的主要活性成分及作用靶点,并借助注释、可视化和综合发现数据库(DAVID)开展京都基因与基因组百科全书(KEGG)富集分析以及基因本体论(GO)功能分析。结果共得到炆何首乌有效成分82个,其中抗衰老相关疾病靶点共40个;得到丝氨酸/苏氨酸激酶1(AKT1)、表皮生长因子受体(EGFR)、缺氧诱导因子1亚基α(HIF1A)3个核心靶点,主要富集在癌症的蛋白聚糖、癌症的形成途径等信号通路上。结论推测炆何首乌主要通过细胞凋亡过程的负调控、基因表达的负调控等途径,发挥抗衰老作用。

芪蛭通窍胶囊对D-半乳糖诱导的大鼠阴茎海绵体平滑肌细胞衰老模型收缩功能的干预作用

目的探讨芪蛭通窍胶囊(QTC)对D-半乳糖诱导的原代大鼠阴茎海绵体平滑肌细胞(CCSMC)衰老模型收缩功能的影响及作用机制。方法体外分离、培养SD大鼠CCSMC,制备QTC含药血清。将CCSMC随机分为正常组、模型组、干预组。正常组常规培养,模型组、干预组在此基础上加入灭菌后的30 mg/mL的D-半乳糖溶液干预48 h制备衰老模型。正常组、模型组培养基中加入20%FBS,干预组培养基中加入20%的QTC含药血清,继续培养48 h。β-半乳糖苷酶染色实验观察CCSMC衰老状态,胶原凝胶收缩实验检测CCSMC收缩率,Western blotting法检测CCSMC表型相关蛋白[α-平滑肌激动蛋白(α-SMA)、结蛋白(Desmin)、I型胶原蛋白(Collagen I)、波形蛋白(Vimentin)]和Janus激酶2(JAK2)、信号转导和转录激活因子3(STAT3)蛋白表达。结果与正常组比较,模型组衰老阳性细胞数量多(P<0.01)。与模型组比较,干预组阳性细胞数量少(P<0.01)。与正常组比较,模型组CCSMC收缩率低(P<0.01)。与模型组比较,干预组CCSMC收缩率高(P<0.01)。与正常组比较,模型组CCMSC中α-SMA、Desmin、Collagen I、Vimentin、磷酸化JAK2(p-JAK2)/JAK2、磷酸化STAT3(p-STAT3)/STAT3表达高(P<0.01)。与模型组比较,干预组CCMSC中α-SMA、Desmin、Collagen I、Vimentin、p-JAK2/JAK2、p-STAT3/STAT3表达低(P<0.01)。结论QTC可促进衰老CCSMC表型变化,提高其收缩功能,其机制可能与JAK2/STAT3信号通路有关。

细胞衰老在慢性心力衰竭中的作用机制研究进展

慢性心力衰竭(CHF)是心脏疾病的终末期发展阶段,临床上可由多种因素诱发,死亡率高,预后差。近年来人们发现,CHF的发生风险随着年龄的增加、细胞的衰老而增加,细胞衰老在CHF的发生发展中发挥重要的作用。因此,本文从不同类型的细胞衰老与CHF的关系综述细胞衰老在CHF中的作用与治疗进展,以期为CHF的研究和治疗提供新思路。

高活性脐带间充质干细胞干预老年树鼩衰老脾脏的作用与机制

背景:脾脏具有储血、造血和免疫功能,随着年龄增长,脾脏结构退变、功能衰退引起免疫系统功能受损,进而加速机体衰老进程,而高活性脐带间充质干细胞治疗树鼩脾脏衰老尚未见报道。目的:探讨高活性脐带间充质干细胞对树鼩脾脏衰老的干预作用及机制。方法:从剖腹产的新生树鼩脐带组织中分离、培养和获得高活性脐带间充质干细胞,三系分化试剂盒检测成脂、成骨、成软骨分化能力,流式细胞术检测细胞周期和表面标志物。以感染复数值分别为100,120,140,160,180,200的吉凯基因绿色荧光蛋白转染第2代高活性脐带间充质干细胞,筛选最佳转染条件;转染后的第4代高活性脐带间充质干细胞尾静脉输注给老年治疗组树鼩,青年对照组和老年模型组不予特殊处理,治疗4个月时取脾脏组织,苏木精-伊红染色观察脾脏组织结构;β-半乳糖苷酶染色检测衰老相关半乳糖苷酶活性;免疫组织化学染色检测p21和p53蛋白表达水平;Ki67和PCNA免疫荧光染色检测细胞增殖活性;免疫荧光染色检测脾脏自噬蛋白分子Beclin1和APG5L/ATG5表达水平;活性氧荧光染色检测脾脏组织的活性氧含量;CD3免疫荧光染色检测总T淋巴细胞比例变化;酶联免疫吸附实验检测脾脏组织白细胞介素1β和转化生长因子β1分泌水平;DAPI复染细胞核观察绿色荧光蛋白标记的高活性脐带间充质干细胞在脾脏组织的分布情况。结果与结论:①高活性脐带间充质干细胞呈核小短梭形、鱼群样生长,G_(0)/G_(1)期占比大,具有向成脂、成骨和成软骨分化潜能。②感染复数为140且转染72 h为吉凯基因绿色荧光蛋白标记树鼩高活性脐带间充质干细胞的最佳条件。③与老年模型组相比,老年治疗组树鼩脾脏组织细胞排列紧密,白髓面积增加(P<0.01),红白髓界线清晰,生发中心占比无显著差异(P>0.05),脾脏组织衰老相关半乳糖苷酶活性水平降低(P<0.001),衰老蛋白分子p21和p53表达下调(P<0.001),增殖相关分子Ki67和PCNA表达上调(P<0.001,P<0.05),自噬相关分子Beclin1和APG5L/ATG5表达上调(P<0.001),活性氧含量降低(P<0.001),CD3^(+)T细胞比例增加(P<0.05),衰老相关分泌表型中白细胞介素1β分泌水平降低(P<0.001),转化生长因子β1分泌水平无显著差异(P>0.05)。与青年对照组相比,以上检测指标在老年治疗组中均有显著差异(P<0.05)。④冰冻组织切片观察可见老年治疗组树鼩脾脏组织中有绿色荧光蛋白标记的绿色荧光细胞。结果表明:静脉输注高活性脐带间充质干细胞可迁移至脾脏组织,抑制活性氧产生,下调衰老相关蛋白分子表达,诱导细胞自噬,促进细胞增殖,降低慢性炎症,进而改善脾脏组织结构和功能。

干细胞抗卵巢颗粒细胞衰老的作用机制及进展

背景:干细胞疗法作为一种新兴的治疗手段,有望改善卵巢环境,延缓卵巢颗粒细胞的衰老,为高龄妊娠女性带来新的希望。目的:综述干细胞抗卵巢颗粒细胞衰老的机制及研究进展。方法:检索中国知网和PubMed数据库中关于干细胞抗卵巢颗粒细胞衰老的文献,以“干细胞,卵巢颗粒细胞,衰老”为中文检索词,以“stem cells,ovary granulosa cells,aging”为英文检索词,最终纳入67篇文献进行分析。结果与结论:①总结了5种卵巢颗粒细胞衰老的机制:DNA损伤和修复能力下降、氧化应激、线粒体功能受损、炎症反应、激素水平变化;②整理了当前干细胞治疗卵巢颗粒细胞衰老的5种机制:促进增殖和抑制凋亡、分化潜能及再生能力、分泌因子、抗氧化、抗炎症反应和免疫调节;③目前有多种类型的干细胞可通过多种方式协同治疗卵巢颗粒细胞衰老,干细胞疗法在恢复女性生育能力方面具有广阔前景。

初级纤毛介导成骨前体细胞系MC3T3-E1传代衰老减低成骨分化能力

背景:在大段骨缺损修复中,由于种子细胞传代等多种因素可引起成骨类细胞衰老,造成组织工程骨植入体内后成骨分化活性降低。近年来,初级纤毛介导细胞衰老的机制已被广泛研究,但“传代衰老-成骨活性减低”的初级纤毛相关机制尚未完全明了。目的:探讨初级纤毛调控成骨性MC3T3-E1细胞传代衰老的可能机制。方法:成骨前体细胞系MC3T3-E1细胞传代至第10代(早期传代)及第40代(晚期传代),同时使用siRNA沉默IFT88阻碍初级纤毛生成,即将细胞分为第10代组、第40代组、第10代+siRNA IFT88-组、第40代+siRNA IFT88-组。各组细胞成骨诱导3 d,采用RT-PCR和Western blot检测衰老标志物CDKN2A(P16)的表达、成骨活性标志物骨形态发生蛋白2和碱性磷酸酶的表达、Hedgehog通路IHH的表达;茜素红染色和初级纤毛免疫荧光染色分析初级纤毛形态;对初级纤毛阳性率与IHH、骨形态发生蛋白2的表达进行Spearman相关性分析。结果与结论:①成骨诱导3 d,第40代组MC3T3-E1细胞的CDKN2A(P16)表达显著高于第10代组,而在siRNA IFT88-干预后差异消失;②第10代组的初级纤毛细胞阳性率高于第40代组,siRNA IFT88-则显著性抑制第10代与第40代细胞的初级纤毛表达;③第10代组MC3T3-E1细胞的碱性磷酸酶及骨形态发生蛋白2的转录活性和蛋白表达均高于第40代组,通过siRNA抑制初级纤毛表达后,上述差异减低或者消失;④初级纤毛细胞阳性率与IHH蛋白表达及骨形态发生蛋白2蛋白表达呈正相关。结果表明:初级纤毛介导了成骨性MC3T3-E1细胞的传代衰老,可调控成骨分化能力。

miR-212-3p靶向MAPK3调控骨髓间充质干细胞的衰老

背景:骨质疏松症患者的骨髓间充质干细胞表现出明显衰老状态,并且细胞活性及成骨分化水平显著降低。miR-212-3p能够抑制人骨髓间充质干细胞的成骨分化,但其对骨髓间充质干细胞衰老调控的作用及机制尚不明确。目的:研究miR-212-3p通过靶向丝裂原活化蛋白激酶3(mitogen-activated protein kinase 3,MAPK3)对骨髓间充质干细胞衰老的影响及其机制。方法:体外分离培养大鼠骨髓间充质干细胞,收集第3代进行以下实验:①分2组培养:对照组加入完全培养基,造模组加入含H_(2)O_(2)的完全培养基培养,培养72 h后,检测细胞中β-半乳糖苷酶活性、miR-212-3p和MAPK3 mRNA表达,以及MAPK3、p16和p21蛋白表达。②分3组培养:对照组、抑制物对照组、miR-212-3p抑制物组,转染24 h后,检测细胞中miR-212-3p、MAPK3 mRNA表达及MAPK3蛋白表达。③采用双荧光素酶报告基因联合qRT-PCR和Western blot验证miR-212-3p与MAPK3靶向调控作用。④分组培养:分为对照抑制物组、miR-212-3p抑制物组、miR-212-3p抑制物+干扰对照组、miR-212-3p抑制物+MAPK3干扰组,转染24 h后,检测细胞中MAPK蛋白与mRNA表达。分为对照组、H_(2)O_(2)组、H_(2)O_(2)+对照抑制物组、H_(2)O_(2)+miR-212-3p抑制物组、H_(2)O_(2)+miR-212-3p抑制物+干扰对照组、H_(2)O_(2)+miR-212-3p抑制物+MAPK3干扰组,细胞转染24 h后再加入H_(2)O_(2)培养72 h,检测细胞中衰老相关β-半乳糖苷酶活性、p16和p21蛋白表达。结果与结论:①与对照组比较,造模组β-半乳糖苷酶活性、miR-212-3p mRNA表达及p16、p21蛋白表达升高(P<0.05),MAPK3 mRNA和蛋白表达降低(P<0.05)。②与对照组比较,miR-212-3p抑制物组细胞中miR-212-3p mRNA表达降低(P<0.05),MAPK3 mRNA与蛋白表达升高(P<0.05)。③双荧光素酶报告基因实验证实,MAPK3是miR-212-3p下游靶基因。④与对照抑制物组比较,miR-212-3p抑制物组细胞中MAPK3 mRNA和蛋白表达升高(P<0.05);与miR-212-3p抑制物组比较,miR-212-3p抑制物+MAPK3干扰组细胞中MAPK3 mRNA和蛋白表达降低(P<0.05)。与H_(2)O_(2)+对照抑制物组比较,H_(2)O_(2)+miR-212-3p抑制物组β-半乳糖苷酶活性降低(P<0.05);与H_(2)O_(2)+miR-212-3p抑制物组比较,H_(2)O_(2)+miR-212-3p抑制物+MAPK3干扰组β-半乳糖苷酶活性升高(P<0.05)。与H_(2)O_(2)+对照抑制物组比较,H_(2)O_(2)+miR-212-3p抑制物组细胞中p16和p21蛋白表达降低(P<0.05);与H_(2)O_(2)+miR-212-3p抑制物组比较,H_(2)O_(2)+miR-212-3p抑制物+MAPK3干扰组细胞中p16和p21蛋白表达升高(P<0.05)。⑤结果表明,下调miR-212-3p可抑制大鼠骨髓间充质干细胞衰老,其作用机制可能是通过靶向上调MAPK3表达实现的。

抗细胞衰老疗法在防治骨质疏松症中的研究进展

随着全球人口的老年化,包括骨质疏松症(osteoporosis,OP)在内的年龄相关性疾病发病率逐渐上升,由OP导致的脆性骨折给社会和家庭带来了沉重的负担。应用抗OP药物可以降低骨质疏松性骨折(osteoportic fracture,OPF)的发生,但目前上市的药物存在应用疗程受限及各种副作用,因此寻找更好的防治OP药物势在必行。随着年龄的增长,衰老细胞(senescent cells,SC)在骨微环境中累积,清除这些衰老细胞或者减少衰老相关分泌表型(senescence-associated secretory phenotype,SASP)可预防或减缓OP。这一疗法或可开启OP治疗新模式,并有益于多种与细胞衰老相关的老年性疾病。本文就近年来抗细胞衰老疗法在细胞、动物、人体层面上防治OP取得的研究进展进行综述。

细胞衰老与肿瘤治疗

细胞衰老是抑制肿瘤细胞增殖的重要机制,当前主要采用衰老疗法治疗癌症。鉴于衰老细胞在肿瘤中的复杂作用,单独使用促衰老疗法或者抗衰老疗法治疗效果都不理想。为系统地了解细胞衰老在肿瘤治疗中的研究现状,为后续治疗指引方向,本文总结了细胞衰老的特征和机制,讨论了目前利用衰老治疗癌症的各种策略,期待为肿瘤治疗提供新的思路与方法。