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衰老信号

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通路描述:

细胞衰老是由多个生理和病理压力因子诱导的适应性反应,导致细胞周期停止的永久状态。衰老提供了一种防御机制,通过隔离和去除受损细胞使组织重塑,从而维持组织稳态并限制肿瘤形成。但是,持续性衰老细胞的积累已被认为是与年龄相关的病理学和炎性疾病的主要原因。五十多年前,Leonard Hayflick 和 Paul Moorhead 报告了一项开创性的发现,即人类细胞表现出复制性衰老——由染色体末端的端粒区逐渐缩短引起的体外有限增殖能力—— 引发 DNA 损伤反应(DDR)并导致细胞周期停滞。类似地,细胞衰老可能导致辐射或化学疗法的 DNA 损伤响应,以及抗肿瘤抑制损失、活性氧物种升高和线粒体功能障碍。这些刺激信号通过多种细胞内途径进行——包括 DDR 组件 ATR、ATM 和 p53——聚合了周期蛋白依赖性激酶抑制剂 (CDKI) 的激活——p16、 p21 和 p27,并导致视网膜母细胞瘤蛋白 (RB) 的超磷酸化,并且最终退出细胞周期。

尽管衰老细胞不再增殖,但它们仍具有代谢活性,并显示出与该状态相关的特征性形态和生理变化。即,衰老细胞在体外具有扩大的扁平形状,并且由于核纤层蛋白 B1 的表达降低而表现出破坏的核膜完整性。β-半乳糖苷酶积聚(溶酶体活性改变的结果)是细胞衰老的标志。染色质重组,尤其是生成衰老相关的异染色质聚焦 (SAHF) 的形成,是经历癌基因诱导衰老的细胞的常见生物标志物,可通过 MacroH2A 、赖氨酸9二甲基化组蛋白 H3 (H3K9me2/3) 和异染色质蛋白 1 (HP1) 的免疫活性进行检测。DNA 损伤指标,包括组蛋白变体 H2AX (形成 γH2AX)的 Ser-139 残基的磷酸化,也可以与其他生物标志物联合检查以评估衰老。

衰老细胞常常显示出其分泌组的显著变化,这种现象被称为衰老相关的分泌型表型 (SASP) 。SASP 需要上调和释放许多促炎细胞因子(例如IL-6 / IL-1β)、蛋白酶(MMP3)和生长因子,从而对周围组织微环境发挥一系列自分泌/旁分泌作用。据报告,SASP 具有有益的效果和不利的后果,具体取决于细胞环境。例如,SASP 可以通过去除受损细胞来募集免疫细胞以启动组织修复,但也与血管生成和ECM重塑有关,以促进肿瘤细胞进展。

揭示细胞衰老的基础机制及其在人类疾病中的作用,对年龄相关的病理学、促进组织重塑和再生以及癌症的治疗具有广泛的治疗意义。

主要文献:

创建于 2019 年 9 月

乙酰化酶
代谢酶
接头蛋白
甲基转移酶或 G 蛋白
凋亡/自噬调节分子
磷酸酶
细胞周期调节分子
蛋白复合体
脱乙酰酶或细胞骨架蛋白
受体
生长因子/细胞因子/发育蛋白
转录因子或翻译因子
GTP 酶/GAP/GEF
泛素/SUMO 连接酶或去泛素化酶
激酶
其他
 
直接刺激修饰
直接刺激修饰
转录性刺激修饰
转录刺激
直接抑制修饰
直接抑制修饰
转录抑制
转录抑制
多级刺激修饰
多级刺激修饰
亚基结合
亚基结合
多级抑制修饰
多级抑制修饰
转位
转位
暂时性刺激修饰
暂时性刺激修饰
亚基或裂解活化产物的分离
亚基或裂解活化产物的分离
暂时性抑制修饰
暂时性抑制修饰
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