衰老细胞在骨关节炎中的作用及干预措施研究进展

骨关节炎(osteoarthritis,OA)是一种以关节内部软骨和骨质破坏为主要特征的关节病,最终导致骨骼之间的接触面磨损和骨骼间隙缩小。其长期发展会导致关节功能丧失,骨骼和关节周围组织的改变,如骨质增生、关节畸形和骨折^([1])。OA是全球高发疾病,其总体发病率在10%~15%之间。该病高龄易感,65岁以上人群的发病率为20%~30%。在发达国家,髋关节和膝关节是骨关节炎的好发部位,而在发展中国家,肩部和手部的关节则更为普遍^([2])。OA的临床治疗主要是对症治疗,大部分患者需要进行人工关节置换缓解疼痛,恢复关节功能^([3])。因此,迫切需要对OA发生发展的相关机制进行研究,以期从源头上解决OA的防治难题。本文以衰老细胞(senescent cells,SNCs)在OA发生中的作用及干预策略的研究进展做一综述。

靶向衰老细胞在骨关节炎治疗中的研究进展

细胞衰老是指一种永久性的细胞周期终止状态,能够影响机体的发育及动态平衡。它和许多与衰老相关的疾病有关,比如骨关节炎。目前关于衰老细胞与骨关节炎之间的研究主要集中在寻找能够清除衰老细胞或选择性阻断衰老相关分泌表型(SASP)以阻止疾病进展的药物疗法。随着对细胞衰老和SASP新机制以及其靶点的探索,潜在的治疗方法将不断增加。本文将探讨细胞衰老的相关机制,并讨论针对每个靶点的治疗方案及其优势。

清除脑内衰老细胞治疗阿尔茨海默病的研究进展

阿尔茨海默病(AD)是一种与年龄和衰老相关的进行性认知障碍,发病隐匿且不可逆,已成为全球重大健康和社会经济问题。细胞衰老是影响AD进程的重要因素,而随着研究的不断深入,Senolytic和Senomorphic等疗法可通过清除衰老细胞(SCs)达到治疗AD的目的。故笔者对衰老诱发AD的机制及清除SCs治疗AD的研究进展进行阐述,为AD防治及SCs清除剂的研发提供新的思路。

衰老细胞及其与椎间盘退变疾病关系的研究进展

衰老是生物体的组织器官随着年龄的增长发生不可逆的功能性下降、内环境稳态调控能力减弱、生理应激反应退化、逐步趋向死亡的过程[1].随着全球老龄化趋势的加剧,椎间盘退变引起的腰痛是常见的腰椎疾病症状之一.

基于高内涵成像分析系统筛选具有清除衰老细胞作用的天然产物

目的利用高内涵成像分析(HCS)系统筛选具有清除衰老细胞作用的天然产物。方法将正常或使用阿霉素诱导衰老的小鼠3T3成纤维细胞接种于96孔板中。分别将45种天然产物(10μmol/L)加至细胞培养基中刺激细胞4 d,使用HCS系统检测各孔中残留细胞数目,筛选出对正常细胞无影响但可清除衰老细胞的天然产物。并使用候选分子处理P53激动剂诱导衰老小鼠3T3成纤维细胞、阿霉素诱导的衰老人皮肤成纤维细胞或表皮细胞,检测残留细胞数目和细胞活性,以验证候选分子对各类衰老细胞的清除作用。结果γ-生育三烯酚(γ-Toco)对正常细胞无影响的同时对小鼠衰老3T3成纤维细胞的杀伤作用最强。再验证结果显示γ-Toco的衰老细胞杀伤作用呈浓度依赖性(均P<0.001)。10μmol/L的γ-Toco可对P53激活剂诱导衰老的小鼠3T3成纤维细胞发挥杀伤作用,每个视野的细胞数明显少于二甲基亚砜对照处理[(33±6)个比(187±35)个](P<0.01)。10μmol/L的γ-Toco也可杀伤衰老的人皮肤成纤维细胞和人表皮细胞(均P<0.01)。结论本研究基于HCS系统快速地筛选了一种可诱导衰老细胞死亡的天然产物,这种方法有利于清除衰老细胞分子的高效筛选平台的建立,从而加速抗衰老药物的研发。

衰老细胞清除剂研究进展

老龄化是许多慢性疾病的首要危险因素。细胞衰老与老龄化的关系一直是人们关注的热点。近年来研究显示,衰老细胞堆积是驱动老龄化和老年性疾病发生、发展的重要机制。衰老细胞成为防治老年病的一个新靶点,研发选择性清除衰老细胞的药物也成为热点。该文将对衰老细胞在老年病发生、发展过程中的作用,以及诱导衰老细胞凋亡的药物--衰老细胞清除剂的相关研究进行综述。

细胞衰老与衰老细胞

细胞衰老(cellular senescence)是一个应激导致细胞生长停滞的生理过程.一部分发生衰老的细胞会被机体自身清除,但另一些衰老的细胞会随着时间的推移在体内积累增多,并分泌一些免疫刺激因子,导致低水平炎症发生,引起周围组织衰老或癌变,这类具有特殊生物学特征和功能的细胞就是衰老细胞(senescent cell).实验揭示,衰老细胞不仅是衰老过程的产物,也可能是组织器官进一步衰退的重要原因.近日,Baker等的一项研究成果(Nature,2011,479(7372):232-236)表明,清除衰老细胞可延缓小鼠的衰老进程,该成果有望开辟出一条对抗衰老的新途径.

增龄引起复制性衰老细胞胞内钙信号转导的变化

为了观察血管紧张素Ⅱ (AngⅡ )引起复制性衰老细胞胞内游离钙的变化以及衰老对其的影响 ,初步阐明衰老引起胞内游离钙变化的机制 .选用人胚肺二倍体成纤维细胞WI 38细胞株 ,利用逆转录PCR(RT PCR)技术及Northern杂交技术检测衰老细胞血管紧张素Ⅱ 1型受体 (AT1R)、血管紧张素Ⅱ 2型受体 (AT2R)mRNA水平的表达 ;利用激光共聚焦显微成像技术 (LSCM )观察WI 38细胞在AngⅡ刺激 ,Valsartan阻断条件下细胞内钙离子荧光强度的改变 .AngⅡ通过AT1受体介导增加WI 38细胞内游离钙的水平 ,并随着WI 38细胞传代增加至衰老状态 ,AT2受体高表达 ,AT1受体介导的钙离子信号转导的活性逐渐降低 .提示WI 38细胞衰老过程中钙离子信号的转导活性降低 ,并且AT1R和AT2R在血管紧张素Ⅱ介导的细胞内钙信号活性中具有不同的作用与机制 .为探讨WI

诱导型衰老细胞模型的建立及Klotho启动子截短型突变体的构建和活性检测

目的:建立诱导型衰老细胞模型并检测抗衰老相关的Klotho基因启动子的不同截短型突变体的活性,为下一步研究奠定基础.方法:原代的人脐带静脉内皮细胞(HUVEC)经过流式细胞术分离鉴定后,通过设置不同过氧化氢的浓度,按时间梯度摸索诱导原代HUVEC细胞衰老的条件并最终通过SA-β-gal染色及定量PCR技术来确定其诱导条件.以全长的Klotho启动子为模版,通过PCR的方法,获得不同长度的Klotho启动子截短型突变体,并通过双萤光素酶报告基因系统检测试剂盒检测不同的启动子截短型突变体在诱导型衰老细胞内的激活程度.结果:培养基中过氧化氢浓度为600μM,处理96 h后,成功构建了诱导型衰老细胞模型;通过PCR的方法成功构建了长度分别为1 711 bp、1 262 bp、785 bp和735 bp的4个长度截短型突变体,并发现735 bp的截短型突变体在诱导型衰老细胞内的激活程度存在明显差异.结论:成功建立了诱导型衰老细胞模型,并成功构建了Klotho基因的启动子截短型突变体,检测和发现这些突变子在诱导型衰老细胞内的激活程度存在明显差异,为下一步治疗衰老相关疾病奠定了良好的工作基础.

pAkt在衰老细胞中的核转位

磷脂酰肌醇3-激酶(PI3K)/蛋白激酶B(PKB,又称为Akt)/叉头转录因子(FOXO)信号通路在从酵母菌到小鼠的寿命以及衰老的调节上都起着非常重要的作用.有研究发现,血清可以激活年轻细胞、衰老细胞胞浆内的Akt,并且年轻细胞核内磷酸化Akt(pAkt)增多,而衰老细胞核内pAkt没有增多.为了研究衰老细胞膜是否发生转位受损,即pAkt能否通过衰老细胞核膜进入核内,通过激光共聚焦显微镜(CLSM)、Western印迹等实验方法,发现衰老细胞胞浆中pAkt可以进入核内,进入核内的pAkt很快被去磷酸化灭活.

衰老细胞的基因表达

生物衰老是自然界一种复杂的生命现象。生物学家对生物衰老的机制作了许多推测,提出了衰老的自由基学说、突变学说、DNA损伤修复学说及遗传学说等等。尽管这些学说各自都获得一些实验证据的支持,但至今仍不能用一种学说全面地解释衰老的现象。

鹿茸提取物和人参皂甙对衰老细胞的琥珀酸脱氢酶和多糖含量的影响

应用细胞化学和显微分光光度术 ,比较研究了鹿茸提取物对人胚肺成纤维细胞中琥珀酸脱氢酶 (SDH)和多糖 (PSR)含量的影响。结果表明 :鹿茸提取物能显著增加年轻细胞中SDH和PSR的含量 ,对衰老细胞的影响较小。而人参皂甙则能显著增加衰老细胞中PSR的含量 ,对年轻细胞有降低含量的作用 。

利用荧光染料CFSE分选衰老细胞的探究

目的:探究利用羧基荧光素二醋酸盐琥珀酰亚胺酯(CFSE)进行衰老细胞分选的可行性。方法:利用CDK4/6抑制剂LY2835219诱导人口腔鳞癌细胞Cal27衰老,在LY2835219撤药后立即进行CFSE染色,避光培养,并在撤药后第0、2、4、6、8天进行衰老相关β-半乳糖苷酶(SA-β-gal)染色。通过流式细胞仪分选CFSE荧光强度高的细胞,进行SA-β-gal染色。结果:CFSE荧光标记的细胞与SA-β-gal染色阳性的细胞相一致。撤药后第4、6天利用CFSE荧光进行流式分选,CFSE-high组的细胞SA-β-gal阳性率显著高于未分选组(P<0.05)。结论:利用CFSE分选衰老细胞具有可行性,可获得活的衰老细胞。

益气养阴组方对衰老细胞P16基因表达影响的实验研究

目的:通过测定益气养阴中药组方对衰老细胞P16基因表达的影响,探讨益气养阴法及其组方延缓衰老的部分作用机制。方法:将健康雄性SD大鼠随机分为实验组、对照组、空白组三组,采用益气养阴中药、维生素E胶丸、生理盐水分别灌胃三组大鼠,提取含药血清,将提取的血清培养二倍体人胚肺成纤维细胞(MRC-5)。从第28代开始在培养液中加入10%含药血清培养细胞,观察细胞形态变化及衰老时间。取第48代衰老细胞用RT-PCR方法提取P16基因,与维生素E组和空白对照组比较。结果:用含药血清培养后,中药组细胞开始出现衰老的时间明显延迟,与生理盐水组、维生素E组对比差异显著(P<0.05);中药组各细胞死亡的时间较生理盐水组、维生素E组明显延迟(P<0.05);维生素E组与生理盐水组比较,维生素E组细胞死亡的时间明显延迟(P<0.01)。中药组P16基因表达明显低于维生素E组(P<0.05);生理盐水组细胞P16基因表达明显高于中药组(P<0.01)。结论:益气养阴中药复方和维生素E均能显著延长体外培养的二倍体人胚肺成纤维细胞的传代代数,且益气养阴中药复方对延长细胞寿命作用更显著;两者均能下调衰老细胞P16基因的表达,益气养阴中药复方下调P16基因的作用更明显。

过表达人p33^(ING1b)促进UV诱导的衰老细胞凋亡

p33ING1b是肿瘤抑制基因ING1的主要表达形式,已有的研究表明,p33ING1b参与了细胞的生长抑制、凋亡、染色质重塑、DNA损伤修复、肿瘤抑制等.但是,它在细胞衰老过程中的作用目前还不清楚.本研究分析了p33ING1b基因在细胞衰老过程中的表达情况.结果发现,无论在mRNA水平还是在蛋白水平,p33ING1b在衰老细胞中的表达均降低.通过构建和包装含p33ING1b基因的重组腺病毒,将p33ING1b导入衰老细胞中使其过表达,结果显示,p33ING1b的过表达明显促进UV诱导的衰老细胞凋亡,提示p33ING1b在衰老细胞中的表达下调与衰老细胞抗凋亡有关.

腺病毒介导的p33^(ING1b)过表达显著促进衰老细胞的DNA损伤修复

p33ING1b是一个较晚发现的肿瘤抑制基因ING1的主要表达形式,但是它在细胞衰老过程中的作用特别是对衰老细胞DNA损伤修复的影响还没有被阐明.本研究首先用2BS细胞构建了细胞衰老模型,通过RTPCR和Western印迹技术证实p33ING1b在衰老细胞中的表达水平下调;然后,通过构建和包装包含p33ING1b基因的腺病毒,将p33ING1b导入年轻和衰老细胞中并使其过表达,用HCR(hostcellreactivation,宿主细胞复活)方法检测年轻细胞和衰老细胞DNA损伤修复能力.实验表明,相对于年轻细胞,p33ING1b过表达使衰老细胞的DNA的损伤修复能力显著增加,说明p33ING1b在衰老细胞中的表达下调与衰老细胞DNA损伤修复能力的下降有关,也进一步证实了p33ING1b在细胞衰老过程中起着十分重要的作用.

不同年龄大鼠免疫器官的衰老细胞

目的：研究不同年龄大鼠免疫器官的衰老细胞。方法：应用衰老相关β-半乳糖苷酶组织化学染色显示不同年龄大鼠胸腺、脾、淋巴结的衰老细胞。结果：胸腺内衰老细胞多分布于胸腺小叶皮质和髓质交界处；脾内衰老细胞主要分布于边缘区及脾索；淋巴结内衰老细胞主要分布于皮质淋巴小结之间和髓质。随着年龄的增长胸腺、脾和淋巴结内的衰老细胞逐渐增多。结论：免疫器官胸腺、脾和淋巴结内存在衰老细胞,并随年龄的增长而增多,提示细胞衰老与个体衰老有关。

阿奇霉素诱导衰老细胞凋亡研究

目的探究阿奇霉素(AZM)对H_(2)O_(2)诱导的小鼠胚胎成纤维细胞系(NIH/3T3)衰老模型的效果及相关机制。方法采用H_(2)O_(2)处理NIH/3T3细胞,构建细胞衰老模型,利用ELISA检测相关标志物水平,分析衰老相关的β-半乳糖苷酶(SA-β-GAL)活性以检测模型的相关表型;运用Western blot检测其衰老相关分泌表型(SASP)的蛋白标志物表达水平,qPCR分析其相关mRNA水平;使用AZM处理正常细胞及衰老细胞,并运用流式细胞术、TUNEL、Western blot等检测AZM作用下相关表型并验证相关表型的标志物。结果H_(2)O_(2)处理后的NIH/3T3细胞核体积变大;β-半乳糖苷酶染色蓝染比率升高(P<0.05);衰老相关细胞炎性因子IL-6、IL-8/CXCL8分泌量显著上升(P<0.05);衰老标志性蛋白P53、P21、P16水平均显著升高(P<0.05),同时mRNA呈相同趋势(P<0.05)。衰老细胞在使用不同浓度AZM处理后,发生凋亡,并具有浓度依赖性。使用AZM处理不同实验组细胞24h后,Western blot结果显示衰老细胞cleaved PARP/PARP、Bax上调、Bcl-2下调(P<0.05);经Annexin V-PE/7-AAD双染,Annexin V阳性比率上升(P<0.05);正常细胞在AZM的处理下凋亡比例未见明显差异(P>0.05);TUNEL实验结果与上述一致。结论AZM可能特异性诱导衰老细胞凋亡,为临床上抗衰老药物的选择与应用提供了新的策略。

衰老细胞转录因子AP_1/CREB结合活性对EGF的可诱导性下降

转录因子与ＤＮＡ的结合是基因转录的关键环节．通过迁移位移法分析了转录因子ＡＰ１、ｃＡＭＰ反应元件结合蛋白（ＣＲＥＢ）、糖皮质激素反应元件（ＧＲＥ）结合蛋白在衰老细胞中的结合活性．结果表明，ＡＰ１与ＣＲＥＢ的结合活性在衰老细胞中对表皮生长因子（ＥＧＦ）的反应性低于年轻细胞；而ＧＲＥ结合蛋白的结合活性在衰老细胞中对ＥＧＦ的反应性无明显变化．