近日,发表在Nature Medicine杂志上题为“Local clearance of senescent cells attenuates the development of post-traumatic osteoarthritis and creates a pro-regenerative environment”的研究中,一个国际科学家小组证实,靶向清除衰老细胞(senescent cells)对延缓与年龄相关的疾病的发作起着重要作用。
随着年龄的增长,衰老细胞会在组织中积累。这类细胞是伤口愈合和损伤修复的正常部分。它们会分泌重要的信号,召集免疫细胞和其它细胞到损伤组织,发挥清理和重建的作用。然而,在关节部位,如膝盖,尤其是软骨组织,在遭到损伤后,这些衰老细胞往往不会被清除。它们长时间的存在会导致一系列的不良“事件”。骨关节炎(osteoarthritis)的发展是这些“事件”的起点。
新分子清除衰老细胞
在这一研究中,科学家们提出了一个新的候选药物。它能够通过选择性破坏衰老细胞,缓解年龄相关的退行性关节疾病,如骨关节炎。研究结果表明,从关节中选择性的清除衰老细胞能够降低创伤后骨关节炎的发生,并允许新的软骨生长、修复关节。
具体来说,研究小组先通过切断年轻小鼠的前交叉韧带(anterior cruciate ligaments)来模拟损伤。随后,他们给小鼠注射了能够选择性清除衰老细胞的实验性药物UBX0101。结果发现,衰老细胞的存在降低了约50%。此外,科学家们观察了接受UBX0101处理的小鼠的基因表达情况。结果发现,与修复性软骨生长相关的基因被激活了。
研究小组还在年老的小鼠中进行了类似的实验。他们发现,研究结果有一些重要的区别。接受实验前,年老小鼠关节处的软骨更薄,且疼痛水平更高。用UBX0101注射处理后,年老小鼠的疼痛减轻了(这一改善与年轻小鼠相同),但并没有表现出软骨再生的迹象。
为了评估UBX0101转化到人类治疗中的潜力,研究小组利用人类软骨细胞(来自患有严重骨关节炎的捐赠者)对UBX0101进行了测试。值得一提的是,科学家们将这些软骨细胞培养成了3D结构。这种3D结构模拟了软骨组织在体内是如何生长的。随后,他们让这些细胞接触UBX0101四天。结果发现,不仅衰老细胞数量显着降低了,在衰老细胞被清除后,来源于患者的组织开始形成新的软骨。
该研究的通讯作者Jennifer Elisseef博士说:“人体组织研究结果最引人注目的是,清除衰老细胞对来自晚期骨关节炎患者的组织也有很大的影响。这表明,即便是晚期疾病患者也可能获益于‘衰老细胞清除’这一抗衰老手段。”
一篇里程碑论文
抗衰老研究一直是一个热门领域。近期,越来越的研究小组将目光投向了“衰老细胞”。今年3月,发表在Cell杂志上的一项研究中,来自荷兰的一个科学家小组发现,定期注射一种肽分子能够选择性地找到并摧毁衰老细胞(senescent cell)。
具体来说,该研究证明,这一对抗衰老细胞的分子能够逆转衰老相关的皮毛损失、肾功能受损以及虚弱(frailty)。研究中使用的这一分子的作用机制是:阻断衰老相关蛋白FOXO4的一种能力,即告知另一种称为p53蛋白,不要让衰老细胞自我毁灭。通过干扰FOXO4-p53之间的作用,该肽分子能够引发衰老细胞凋亡或者自杀。
研究还证实,这一肽只有在衰老细胞中会导致细胞死亡。研究人员连续用这一分子处理小鼠超过10个月的时间,每周注射3次,没有发现任何明显的副作用。FOXO4在非衰老细胞中几乎不表达。
加拿大蒙特利尔大学的分子生物学家Francis Rodier评价道:“这绝对抗衰老领域的一个里程碑进展。这是首次有人员证明,我们可以处理衰老细胞,但不带来任何明显的副作用。”
Nature & Cell 共同聚焦
在这篇Cell成果发表时,《科学》杂志第一时间对其进行了报道(详细:Cell里程碑!新分子逆转“衰老”,未发现任何明显副作用)。小编注意到,5月10日,《自然》杂志发表了一篇题为“Ageing: Tools to eliminate senescent cells”的新闻&观点类文章,全面回顾了 FOXO4介导的衰老细胞清除策略。
同时,小编还注意到,6月1日,Cell杂志最新发表了一篇题为“Senescence in Health and Disease”的综述文章,全面介绍了衰老在健康和疾病中的作用,包括伤口愈合、肿瘤抑制、宿主免疫力、动脉粥样硬化、2型糖尿病、疲劳等。文章称,尽管不是一个完美的分类,但衰老细胞的作用可被分为有益(图1)或有害的(图2)。认识到衰老在特定环境中的生物作用是多效性的非常重要。
图1 Beneficial Roles of Cellular Senescence
图2 Detrimental Effects of Senescent Cells
该综述在结论中写道,随着我们对衰老细胞在人类疾病中所扮演的角色的认识不断提升,用药物学或免疫学手段清除积累的衰老细胞有望成为抵抗衰老相关疾病的重要方法之一。
天津大学医学部药学院李楠教授团队在骨关节炎治疗领域取得重要研究成果,该研究开发了一种新型流线型氧化锌嵌合可注射水凝胶。该流线型水凝胶同时具备“注射时如丝般顺滑”和“植入后如钢般坚固”的双重特性,还能实......
南方医科大学珠江医院临床研究中心教授DavidHunter和丁长海团队系统总结了骨关节炎的流行病学、病理生理学、临床诊断、预防与疾病管理,并提出了骨关节炎研究中存在的难题以及未来可能的解决策略与研究方......
暨南大学教授邢飞跃/查振刚/张还添团队研究设计的新型黄芩苷基功能型水凝胶,可以通过Yes关联蛋白1(YAP1)信号通路调控成纤维样滑膜细胞的糖酵解代谢,影响巨噬细胞极化,而减轻骨关节炎疼痛,并延缓疾病......
衰老细胞对健康全无裨益,应该被全部清除吗?如何区分衰老细胞中的“好人”和“坏人”?这些问题困扰细胞衰老领域多年。昨天深夜,国际权威学术期刊《细胞》发表了一项上海科学家的最新成果:中国科学院分子细胞科学......
骨关节炎(OA)是一种常见的关节疾病,其主要特征为关节疼痛和致残。由于目前缺乏有效的预防措施或能够延缓OA进展的治疗手段,这种疾病不仅严重影响患者的生活质量,还带来了巨大的经济负担。离子通道是位于细胞......
日本顺天堂大学日前发布新闻公报说,该校研究人员等参与的一个团队成功利用一种糖尿病药物清除了实验鼠体内的一些衰老细胞,不仅改善了实验鼠的代谢异常、动脉硬化等症状,还延长了患早衰症实验鼠的寿命。据公报介绍......
记者4月1日从中南大学湘雅医院获悉,该院骨科、老年骨关节疾病防治教育部重点实验室科研团队,揭示了全球早发骨关节炎疾病负,弥补了早发骨关节炎在流行病学与卫生经济学研究领域空白。相关成果近日发表在《风湿病......
骨关节炎是种常见的关节退行性衰老疾病,随着社会人口老龄化加剧,越来越多的人被骨关节炎困扰。尽管人们有多种骨关节炎干预手段,但目前尚无能改变疾病进程的治疗方法。近日,国家纳米科学中心研究员聂广军团队与清......
近日,中国科学院国家纳米科学中心聂广军团队与北京大学第三医院合作,在骨关节炎治疗纳米药物库方面取得进展。相关研究成果以Chondrocytemembrane-coatednanoparticlespr......
暨南大学附属第一医院教授查振刚、教授张还添团队与暨南大学化学与材料学院教授曾戎团队合作,探究了一种延缓骨关节炎进展的新型治疗方案。相关成果1月27日发表于《生物材料》。“我们首先在临床上收集了正常和骨......