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      衰老细胞就一定不好吗 ?它们也有积极的一面 :抗癌以及组织的修复再生

      2024-08-09    点击量:788

      人体每天都有大量细胞在衰老或死亡,这个数量大概在数十亿数千亿个之间 。


      当然,这是身体的正常过程,不同的细胞会随时间逐渐老化 ,失去功能 。虽然每天都有这么多细胞衰老或死亡,身体同时也在不断生成新的细胞,以保持健康和平衡。


      20世纪60年代初,Leonard Hayflick和Paul Moorhead就通过实验发现,正常的人类胎儿成纤维细胞最多只能分裂大约50次 ,然后就会进入衰老状态。这一现象被称为复制性衰老“海佛烈克极限” 。


      不过也许你不知道,衰老的细胞在人体内也发挥着一定的“组织修复”的作用哦 !


      要了解衰老细胞与5001拉斯维加斯身体之间的关系,5001拉斯维加斯需要先搞清楚衰老细胞的本质 。


      首先,细胞衰老其实是对各种形式的细胞应激的一种受调控的反应,其中细胞经历永久性的细胞周期停滞,对有丝分裂原高度耐受,以及经历一系列表型转变 。换句话来说 ,细胞衰老可以比作一个老旧的机器,受到了各种压力和损耗,最终不再能正常运转。


      细胞周期示意图


      这里提到的细胞应激就包括DNA损伤、致癌基因激活、端粒侵蚀 、蛋白质错误折叠、氧化损伤暴露于细胞外信号,这些刺激可以发生在细胞生命周期任何时间点。


      然而,在面对过度不可挽回细胞和基因毒性应激时,细胞衰老是细胞凋亡的另一种命运:它会引发永久性细胞周期停滞状态 ,从而阻止受损细胞的繁殖。换句话来说,细胞衰老构成了一种强大的细胞自主肿瘤抑制机制,避免这个细胞转化为肿瘤细胞侵犯5001拉斯维加斯的机体 。


      这些衰老的细胞和凋亡细胞不同 ,它们会在组织内保持代谢活性并分泌大量细胞分子,即所谓的衰老相关分泌表型 (SASP),这些SASP可以改变细胞生活的微环境 ,对从发育到衰老的广泛生物过程产生重要的影响 ,例如细胞迁移和生长、组织结构、细胞可塑性、免疫细胞募集和炎症反应。因此,SASP在细胞衰老的过程中 ,扮演者重要的作用。


      细胞衰老的特征


      即然细胞衰老如此重要,衰老细胞会表现出什么特征吗 ?当然 !由于细胞衰老反映了其建立过程中涉及的触发因素分子途径的多样性,它与一系列表型多样化的细胞状态有关,这些细胞状态的特征取决于诱导机制、细胞的性质自初始刺激以来的时间 ,其表现最终决定了衰老细胞的生理影响。


      在显微镜下 ,最明显的就是细胞形态的改变。不同于人们对衰老细胞皱缩、体积缩小的普遍想象,衰老细胞的体积通常增大,形态变得更扁平 。它们的线粒体和溶酶体网络会扩展,这会导致衰老相关β-半乳糖苷酶(SAbgal)活性增加 ,衰老细胞的代谢率也会增加,活性氧(ROS)的产生也会更多,同时表现出对凋亡的抵抗、表观遗传改变持续的DNA损伤 。


      左为正常细胞,右为衰老细胞


      近年来,科学家们发现细胞衰老可能在组织损伤的修复过程中起到重要作用 。具体而言,细胞衰老参与了三个主要的再生现象:伤口愈合 、组织修复再生 。


      伤口愈合是当组织受伤时,身体通过一个修复过程来恢复损伤的部分,但在哺乳动物中,这个过程常常会形成疤痕。组织修复则是在没有精确恢复原有结构的情况下,让受损的器官重新发挥功能,如肝脏、心脏和肌肉的修复。再生是一个更复杂的过程,涉及器官的一部分或整个附属物的重建 ,依赖于多种细胞类型的祖细胞的动员、扩散和重新组织 。


      研究已表明,细胞衰老在伤口愈合和组织修复中具有积极作用 ,并且越来越多的证据显示,细胞衰老也可能在复杂结构的再生中发挥潜在作用。


      组织损伤生理背景下的细胞衰老


      伤口愈合的一个关键方面是保持伤口周围组织的完整性,这依赖于细胞外基质(ECM)的沉积 。然而,如果这一过程失控 ,可能会导致纤维化瘢痕的形成。研究表明,细胞衰老在这一过程中发挥了重要作用。例如,Demaria等人使用一种带有特定标记的小鼠模型,发现衰老的成纤维细胞内皮细胞在伤口处被暂时诱导 ,能够加速伤口的闭合。


      细胞外基质(ECM)的模式图


      这一效果可能与衰老细胞分泌的血小板生长因子AA(PDGF-AA)有关,它能促进肌成纤维细胞的分化 。对比来说,当衰老细胞被消除时 ,伤口愈合会出现一定程度的延迟 ,肌成纤维细胞的数量减少,并且颗粒组织也发生变化 ,最终导致纤维化。


      有趣的是,无论是否存在衰老细胞,伤口通常都会在12天内愈合,这表明细胞衰老可能并非伤口愈合的必要因素,但确实起到了一定的促进作用 。


      通常来说,组织愈合的时间为2周


      细胞衰老的有益作用在肝脏心脏损伤后的组织修复中也得到了体现。在肝脏中,慢性损伤通常导致纤维化 ,最终可能会发展为肝硬化。在慢性肝损伤的小鼠模型中  ,激活的肝星状细胞增殖并沉积细胞外基质(ECM) ,形成纤维化疤痕。然而,这些细胞最终会进入衰老状态,从而限制其增殖,并通过促进ECM的降解减少纤维化反应。随后 ,这些衰老细胞会被自然杀伤细胞(NK细胞)通过免疫机制清除,从而完成这一过程循环。


      肝星状细胞的衰老过程依赖于一种称为CCN1的蛋白质的诱导 。实验表明,尽管CCN1诱导的衰老细胞对肝脏的发育或再生并非必需,但对抑制纤维化至关重要 。类似的机制也在心脏纤维化中得到了证实 ,肌成纤维细胞依赖CCN1的作用进入衰老状态。心脏中特异性表达的CCN1可以减少血管周围的纤维化,而当p53p16这两个基因被消除时,肌成纤维细胞的衰老程序会被破坏 ,导致心脏纤维化的增加。


      CCN蛋白家族


      以上的实验结果都说明CCN1依赖的细胞衰老控制纤维化的一种关键机制,有助于在肝脏和心脏等组织中限制损伤后纤维化的过度发展。


      总之,这些研究表明,细胞衰老不仅仅是细胞衰退的表现 ,还可能通过促进干细胞性增强细胞可塑性 ,在特定条件下对组织修复和再生具有积极作用 。


      细胞衰老的领域仍然有许多需要解决的疑问


      细胞衰老在生理环境中的影响 ,特别是它对损伤反应的作用 ,正逐渐成为一个令人兴奋的新研究领域。然而 ,这个领域仍然存在许多重要的未解问题。由于衰老细胞可能具有高度异质性,其表现形式受到诱导方式、细胞类型、诱导时间以及微环境中细胞间相互作用的影响。


      因此,5001拉斯维加斯需要探讨的是,在一个特定的衰老细胞群体中 ,是否所有细胞都会引发特定效应 ,或者仅有部分细胞具有这样的功能。


      对于治疗应用来说,发现衰老细胞在组织损伤环境中具有有益功能具有重要意义。首先,识别这些有益功能的分子介质(如可能与SASP相关的分子)可以为再生医学提供新的治疗靶点。


      其次 ,随着衰老治疗策略的不断发展,这些发现将有助于制定新的治疗方法抑制衰老带来的负面影响,同时保留积极作用(如促进伤口愈合限制纤维化)。相信在不久的将来,人们就能开发出受空间和时间调控的衰老治疗手段来解决这些问题!


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