细胞衰老过程中JNK、p38和Akt的活性变化

研究发现衰老成纤维细胞抗凋亡. 为探明其机制,检测与凋亡相关的信号传导通路JNK、p38和Akt在细胞衰老过程中是否发生改变.在本研究中,UV被用作JNK和p38传导通路的诱导剂,胎牛血清用作Akt通路的诱导剂.结果表明: p38和Akt在年轻和衰老细胞中均能被相应的诱导剂活化;相反, UV照射却不能有效激活衰老细胞中JNK的活性.结果提示:衰老细胞对凋亡诱导不敏感可能与JNK不能被有效活化有关.     

莪术醇诱导人肝癌HepG2细胞衰老及其机制研究

为进一步探讨莪术醇的诱导细胞衰老的机制,该研究采用荧光定量PCR技术对莪术醇处理后细胞中81个细胞衰老相关基因差异表达谱进行分析,结果发现TP53及其下游基因p16Ink4a、p21Waf1/Cip1和p27Kip1等的表达水平显著升高,伴随ABL1、ALDH1A3、CHEK2、HRAS、PTEN等多个衰老信号通路启动与效应关联基因的转录显著增强,而CyclinA2、IGFBP3、SIRT1以及TERT等细胞周期进程与衰老信号通路的负性调控基因的表达水平则显著降低。Western印迹检测结果显示,p53及其下游周期素依赖性蛋白激酶抑制物(CKI)分子p21WAF1和p16INK4水平升高,CyclinA2水平降低,与PCR结果一致,并伴野生型p53-诱导的蛋白磷酸酶1(Wip1)水平显著增高,提示莪术醇可能通过激活p53信号通路诱导HepG2细胞衰老。该研究进一步发现莪术醇能够诱导HepG2细胞发生衰老表型改变,伴G0/G1期周期阻滞。     

原花青素B2通过Akt/FoxO4通路拮抗内皮细胞衰老的实验研究

研究原花青素B2(PCB2)对内皮细胞衰老的调控作用,探讨其可能的分子机制。以棕榈酸(PA)50μmol/L处理胰岛内皮细胞MS-1建立细胞衰老模型,根据细胞活力、β-半乳糖苷酶(SA-β-Gal)染色以及细胞周期相关基因的表达来评估内皮细胞衰老;同时加入PCB2干预,检测衰老相关指标及Akt/FoxO4通路的蛋白表达水平的变化情况。MS-1细胞经PA处理后SA-β-Gal阳性细胞增加,细胞周期相关基因p53和p21上调显示细胞周期阻滞在G0/G1期,表明PA处理后能诱导内皮细胞衰老发生;经PCB2(50μg/mL)干预后能够有效改善PA诱导的细胞衰老。相比于正常组,经PA处理后抑制Akt活化,其表达由胞核转至胞浆,在胞核中表达明显减少;导致Akt下游信号FoxO4的磷酸化降低,使其在细胞核中明显增加;而应用PCB2(50μg/mL)处理后能有效逆转这一现象;PCB2对棕榈酸诱导的内皮细胞衰老有明显的保护作用,其可能通过Akt/FoxO4信号通路发挥调控作用。     

细胞凋亡在肝脏衰老中的作用

细胞凋亡是细胞的一种程序性死亡过程,存在死亡受体主导的外源性凋亡途径和细胞器触发的内源性凋亡途径。细胞凋亡主要清除异常细胞以保证机体的正常生理功能,其作用与凋亡程度有关。肝脏衰老是一种随年龄增长的自然进程,通常伴随着肝脏合成与分解代谢等功能的降低。肝脏的高强度代谢活动使其容易受到外源性和内源性的应激刺激,进而激活肝脏细胞p53等基因,通过相关的信号通路发生自噬、细胞周期阻滞和DNA修复等,最终细胞可能清除应激,也可能因DNA损伤导致衰老、凋亡甚至癌变。细胞凋亡和衰老在肝脏中有保护与损害双重作用。一方面,凋亡和衰老可使细胞避免癌变;另一方面,凋亡可加剧因衰老造成的肝脏功能减退,而且凋亡失衡时可能导致非酒精性脂肪肝疾病、肝纤维化、肝硬化、肝癌等肝脏衰老相关的疾病。本文就近年来有关细胞凋亡在肝脏衰老期间可能存在的保护、损害作用以及在老年性肝病发生机制中的作用进行了分析和总结。     

衰老进程中小鼠造血干/祖细胞特征性改变对老年免疫失衡的影响

为探索小鼠造血干/祖细胞(Hematopoietic stem/progenitor cells,HSPCs)在衰老过程中的年龄相关性变化,并揭示衰老进程中免疫"老化"的发生、发展规律。分别利用流式细胞术对不同年龄小鼠的骨髓来源的造血干细胞(Hematopoietic stem cells,HSCs)及其下游祖细胞进行了细胞丰度和增殖活性测定。结果显示,HSCs和MPP(Multipotent Progenitor Cells,多能祖细胞)、GMPs(Granuiocyte/macrophage progenitor cells,粒细胞/巨噬细胞祖细胞)在骨髓细胞中的丰度随着年龄的增加而显著升高,其进入分裂期(G1、G2/S/M)的细胞数也随之增加。此外,GMPs下游的髓源性抑制细胞(Myeloid-derived suppressor cells,MDSCs)积累。结果揭示了HSCs在衰老进程中被活化,促进细胞增殖并偏向髓系抑制细胞分化与积累,抑制机体免疫功能。本研究可能为理解衰老免疫下降提供参考。     

抑癌基因p53与细胞自噬

细胞自噬(autophagy)是一种在进化上高度保守的代谢通路,它发生的分子机制和信号调控途径相当复杂,其中mTOR信号通路和Beclin1复合物发挥了最重要的调控作用,p53也是细胞自噬重要的调节因子。研究发现,p53可通过多种途径调节细胞自噬水平,这主要决定于它的亚细胞定位。在细胞核中,p53可通过多种方式上调细胞自噬;而在细胞质中,p53对细胞自噬具有负性调节作用,可抑制细胞自噬的发生。探究清楚p53与细胞自噬之间的调控关系将有助于人类正确认识由于细胞自噬功能异常所诱导的肿瘤的发生发展过程,从而最终攻克各种肿瘤性疾病。     

Pin1在动脉粥样硬化及血管平滑肌细胞衰老中的作用

血管平滑肌细胞(vascular smooth muscle cell, VSMC)的衰老与动脉粥样硬化的发生和发展有密切关联,但研究者对其潜在机制所知甚少。肽基脯氨酰异构酶(peptidyl-proplyl isomerase,Pin1)在人类癌细胞中普遍过表达,参与调节细胞的生长与凋亡。然而,到目前为止, Pin1在VSMC衰老调节中的作用还是未知。该研究运用蛋白质印迹实验证实了在人体动脉粥样硬化的VSMC中Pin1蛋白水平下调(P0.05),同时, p53、p21、Gadd45a以及p65的表达水平增加(P0.05)。经β-半乳糖苷酶染色法证实,动脉粥样硬化的VSMC衰老增加。腺病毒介导的Pin1过表达下调p53、p21、Gadd45a以及p65的表达。研究结果表明, Pin1介导的VSMC衰老是多信号因子参与的反应,提示Pin1是VSMC衰老调节机制中的关键因子。同时,该研究可能提供了一个调控动脉粥样硬化病理过程的新靶点。     

p16INK4a/p19Arf与年龄相关性胰岛β细胞功能

2型糖尿病是一种与年龄密切相关的疾病,随着年龄增加,胰岛β细胞增殖能力和分泌能力下降,糖尿病患病率明显增加,但其机制尚不清楚. 最近研究发现,细胞周期蛋白依赖激酶(cyclin-dependent kinase, CDK)抑制剂p16INK4a是引起胰岛β细胞年龄相关性老化的重要调控因子.研究表明,通过p16INK4a介导的胰岛老化机制可能有如下两个：p38MAPK(mitogen-activated protein kinase)途径和PDGFR(platelet-derived growth factor receptor) 途径,两者均引起p16ink4a及p19ARF表达增加,而损害胰岛细胞增殖.本文综述年龄相关性胰岛β细胞功能下降的潜在机制,从而为改善胰岛β细胞功能提供新的分子靶点.     

老年大鼠神经组织星形胶质细胞的分选培养与炎性特征分析*

目的: 建立优化的年轻与老年大鼠神经组织星形胶质细胞的分离纯化方法,比较年轻大鼠与老年大鼠星形胶质细胞的形态、功能差异,探讨老化后星形胶质细胞的功能改变及其在衰老过程中发挥的可能机制。方法: 采用50%-35%的percoll密度梯度离心法分选年轻(2月龄)和老年(20月龄)SD大鼠的大脑与脊髓星形胶质细胞;每组细胞设置3个复孔,培养72 h后,采用免疫荧光检测星形胶质细胞特异性标志物胶质纤维酸性蛋白(GFAP),观察不同年龄阶段星形胶质细胞的形态特征;qPCR检测衰老标志(p16、p21)的表达,β-半乳糖苷酶染色检测星形胶质细胞的衰老情况;qPCR检测促炎因子(IL-1β、TNF-α)与抗炎因子(IL-10)的表达水平。结果: 采用50%-35%的percoll梯度分选得到的星形胶质细胞的数量多、活性好、纯度高达95%以上,可用于后续实验。与年轻大鼠神经组织的星形胶质细胞相比,分选自老年大鼠神经组织的星形胶质细胞在细胞形态上偏向激活态,突起较少;星形胶质细胞β-半乳糖苷酶染色阳性率升高,p16、p21表达也明显增多(P<0.01);老年大鼠神经组织的星形胶质细胞的促炎因子(IL-1β、TNF-α)表达升高(P<0.05),抗炎因子(IL-10)表达有所降低(P<0.05)。结论: 50%-35%的percoll梯度可以作为大鼠神经组织星形胶质细胞的分选纯化、原代培养的方法;随着年龄的增加,星形胶质细胞发生细胞老化,表现出促炎症表型,促进神经系统的炎性衰老,可能是神经系统老化及神经退行性疾病的机制之一。     

表皮生长因子对精原干细胞的作用研究

应用不连续Percoll梯度液和选择性贴壁法分离纯化精原干细胞:c-kit细胞免疫组化鉴定细胞类型;MTT法研究EGF对精原干细胞增殖的效应;加入MAPK-ERK信号通路特异性抑制剂PD98059,探讨EGF对精原干细胞增殖作用的可能机制.证明:1)c-kit细胞免疫组化结果显示分离得到细胞为精原千细胞;2)MTT结果显示各实验组比对照组细胞数量均有显著增多(p＜0.01),且20 ng/mL剂量组的增殖作用最明显;3)与对照组相比,加入PD98095组的活细胞数有显著下降(p＜0.01).结论:EGF能够促进精原干细胞的增殖,并且可以通过MAPK-ERK信号通路起作用.     

细胞衰老与肿瘤发生

细胞衰老（cell senescence）是指细胞在信号转导作用下不可逆地脱离细胞周期并丧失增殖能力后进入的一种相对稳定的状态。细胞衰老有增殖衰老与早熟衰老两种形式：增殖衰老由端粒缩短激发的信号转导激发,与TP53/CDKN1a（p21^WAF-1/Cip1）/pRB/E2F信号通路密切相关;早熟衰老由细胞内在或外在急慢性应激信号引发,与TP53/CDKN1a（p21^WAF-1/Cip1）/pRB/E2F或CDKN2a（p16^ink4A）/pRB/E2F信号通路相关。目前研究已经证实早熟衰老是细胞在癌变过程中的天然屏障,是继DNA修复、细胞凋亡后的第三大细胞内在抗癌机制,在机体防止肿瘤形成中起重要作用。     

Wnt/β-catenin信号通路与肝癌

肝细胞癌是常见的恶性肿瘤,其发病机制尚未完全明确。Wnt信号通路与人体内多种病理生理过程相关,其中肝癌的发生、发展可能与经典的Wnt/β-catenin信号通路密切相关。Wnt/β-catein信号通路通过表达癌症相关基因、激活肝星状细胞、调控肝干细胞行为、促进肝癌细胞侵袭转移等方式调控肝癌的发生、发展。Wnt/β-catein信号通路在肝癌发生、发展中的作用有望为肝癌研究提供新的思路。     

mTOR信号通路与衰老相关疾病

哺乳动物雷帕霉素靶蛋白(mammalian target of rapamycin,mTOR)是一种丝/苏氨酸蛋白激酶,在调节细胞的生长、增殖和存活中起着重要的作用。mTOR信号通路失调与许多衰老相关重大疾病如神经退行性病变、代谢综合征、肿瘤、心血管疾病等的发生发展密切相关,故对mTOR信号通路在衰老及衰老相关疾病中的作用机制的研究,对于揭示衰老及衰老相关疾病的发生机制具有重要意义,并为研发以mTOR信号通路为靶点的抗衰老及衰老相关疾病的治疗药物提供新策略。     

Wnt/β-catenin信号通路与干细胞衰老

Wnt/β-catenin信号通路作为一条进化保守的信号通路,有着广泛的生物学作用。研究发现,Wnt/β-catenin信号通路与干细胞衰老之间存在联系。激活Wnt/β-catenin信号通路可导致干细胞发生衰老变化,而抑制Wnt/β-catenin信号通路可延缓干细胞的衰老。本文对Wnt/β-catenin信号通路与干细胞衰老之间的关系及其作用机制作一综述。     

实时监测衰老报告小鼠模型的研究进展

衰老是老年慢性疾病的独立危险因素，理解衰老机制是实现这些疾病早期预防与有效干预的关键之一。系统衰老是动态演进的过程，其机制研究面临挑战。随着对细胞衰老与系统衰老相关生物标志物研究的进展以及小动物活体光学成像的发展，国内外同行构建了越来越多的实时监测衰老报告小鼠模型，助力衰老机制与干预策略研究。本文基于几种经典的、广泛应用的衰老生物标志物(p16^Ink4a、p21^Waf1/Cip1、p53和Glb1)，归纳了近些年来与其相关的实时监测衰老报告小鼠模型，综合分析了它们在系统衰老研究中的应用价值。     

运动通过调节SCFAs延缓衰老及其作用机制的研究进展

短链脂肪酸(SCFAs)作为肠道菌群的代谢产物,其水平失衡与衰老以及增龄相关疾病的发生发展关系密切。本文通过归纳、总结近年运动与老年人产SCFAs菌群相关的研究,系统论述运动对SCFAs的影响,以及SCFAs介导运动延缓衰老可能的作用机制。结果显示：运动能优化老年人肠道菌群组成,使产SCFAs菌群占比增加,促进SCFAs产生;运动调控SCFAs延缓衰老的分子机制可能涉及炎症反应、糖脂代谢及细胞自噬等多个方面。(1)炎症状态缓解：SCFAs激活GPR41/GPR43或HDAC抑制NF-κB通路,降低炎症因子水平,缓解炎性衰老。(2)改善糖脂代谢：SCFAs一方面通过GPR41/GPR43受体促进PYY、GLP-1和瘦素释放,加速血糖被骨骼肌或脂肪组织摄取利用;另一方面介导AMPK通路抑制肝脏糖异生,同时通过AMPK通路上调脂肪组织UCP-1/UCP-2等产热蛋白或ATGL等脂解蛋白表达,促进脂肪氧化与分解。(3)影响细胞自噬：SCFAs可经由AMPK/mTOR或PI3K/Akt/mTOR通路调控细胞自噬,改善衰老相关疾病病程。本文以SCFAs为切入点,对运动调控SCFAs表达进而延缓衰老...     

miRNAs与衰老相关信号通路的研究进展

miRNAs是一类负调控基因表达的内源性非编码小分子RNA,在细胞衰老过程中发挥重要作用. 细胞衰老是指可增殖细胞在各种应激下出现细胞周期阻滞,并且丧失增殖能力,进入一种不可逆的、相对稳定的状态. p53、p21、p16、SIRT1、胰岛素/IGF-1及mTOR等蛋白是衰老相关信号通路中的重要分子,参与细胞衰老过程. 研究表明,miRNAs可以通过调控这些衰老相关蛋白所在的信号通路,促进或延缓细胞衰老. 本文综述细胞衰老相关的miRNAs,以及它们对衰老相关信号通路的影响,为深化认识衰老和衰老相关疾病的分子机制奠定基础.     

Osa在果蝇卵巢生殖干细胞分化中的功能研究

果蝇卵巢生殖干细胞(Germline stem cell,GSC)是在活体(in vivo)研究干细胞命运调控的理想平台。表观遗传机制在果蝇卵巢GSC命运调控中发挥重要作用,其机理的探明需要研究并发现更多参与此过程的表观调控因子。为探究果蝇染色质重塑复合物BAP中特有的亚基Osa在果蝇卵巢GSC分化调控中的功能及其分子机理,利用GAL4/UAS二元表达系统结合RNAi技术在干细胞微环境组分护卫细胞(Escort cells,ECs)中特异性下调osa的表达,并通过免疫荧光染色法对相关指标进行检测。结果显示,敲减ECs中osa可致卵巢组织卵原区中未分化生殖细胞数目(Undifferentiated germ cells,UGCs)显著增多,同时BMP信号通路激活标志p Mad、Dad-lacZ阳性细胞数目显著增多,并观察到EC细胞形态异常,不能有效包裹生殖系细胞。推论Osa以BMP信号通路依赖方式参与果蝇卵巢GSC的分化调控,其作用机理还可能涉及EC细胞特定的形态学过程。     

人乳腺癌干细胞中PIWI基因及piRNAs的表达分析

piRNAs是一类与Piwi蛋白家族相互作用的非编码小RNA。Piwi-piRNA通路的主要功能是调控生殖干细胞内转座子沉默,且该通路从果蝇到哺乳动物高度保守。然而,人乳腺癌干细胞中PIWI基因和piRNA的表达尚不明了。本研究采用流式细胞仪分选乳腺癌MCF-7细胞中的侧群细胞(SP)和非侧群的乳腺癌细胞(NSP),采用RT-PCR法及软琼脂克隆形成实验鉴定SP细胞的干细胞特性,采用实时荧光定量PCR法检测SP及NSP细胞中3种PIWI基因(HIWI,HILI和HIWI2)以及4种piRNA(piR-4987,piR-20365,piR-20485和piR-20582)的表达水平。结果显示:SP细胞亚群富含肿瘤干细胞样细胞;HIWI和HIWI2在SP细胞中的水平显著高于NSP细胞(p0.05);piR-4987、piR-20365和piR-20582在SP细胞中的表达显著高于NSP细胞(p0.01)。结果提示乳腺癌干细胞内可能存在类似生殖干细胞内的Piwi-piRNA通路,HIWI、HIWI2、piR-4987、piR-20365、piR-20485和piR-20582可能参与调控乳腺癌干细胞的生物学特性。     

lncRNA在细胞衰老中的作用

衰老是身体器官系统功能逐渐衰退的复杂的生物学过程,能诱发多种老年病。 长链非编码RNA（long non-coding RNA, lncRNA）是长度大于200个核苷酸的非编码RNA,在多种生理学和病理学过程中发挥重要作用。 细胞衰老是重要的衰老生物学过程之一,已经发现大量的lncRNA参与了细胞周期、端粒长度和表观遗传学等的调控,并影响关键的细胞周期过程,如细胞的衰老、增殖、分化、静止等;同时,lncRNA还参与了衰老相关重要信号通路的调控,如p53/p21、哺乳动物雷帕霉素靶蛋白（mTOR）、视网膜母细胞瘤蛋白（Rb）/p16和磷脂酰肌醇3激酶/苏氨酸蛋白激酶（PI3K/Akt）信号通路,它们均与许多衰老相关重大疾病密切相关。 本文综述了最近发现的与细胞衰老相关的lncRNA的功能和作用机制,并总结了lncRNA参与调控的细胞衰老信号通路,最后讨论了lncRNA未来的研究方向。