细胞衰老不仅与机体衰老有关,还会影响生理和病理过程,如胚胎发育和伤口愈合。此外,衰老细胞通过分泌多种因子影响其微环境,并诱导衰老进行扩散。
以往研究发现,急性重症肝病与肝细胞衰老密切相关,并最终导致多器官功能衰竭。然而,这其中的机制目前知之甚少。
2024年11月13日,来自英国爱丁堡大学的Thomas G. Bird教授团队在Nature Cell Biology杂志发表题为“Hepatocellular senescence induces multi-organ senescence and dysfunction via TGFβ”的文章。
该研究发现肝脏衰老会诱发机体其它器官衰老,确定 TGFβ 通路是引起衰老全身扩散的关键介质,并证明体内抑制 TGFβ 可阻止衰老向其他器官的传递。
为了模拟衰老过程,研究人员使用了一种条件性、肝细胞特异性敲除 MDM2 p53 结合域的遗传小鼠模型。结果发现,MDM2 失活导致肝细胞中 p53 积累,细胞周期抑制剂 p21 上调。这些数据表明,小鼠肝衰老模型的成功建立。
随后,研究人员检查了该模型中其他器官的衰老情况。结果发现,在肾脏中观察到 p21 表达和 SA β-Gal 活性增加,同时出现衰老转录特征。除肾脏外,还观察到小鼠大脑和肺部 p21 表达增加。总的来说,这些数据表明,肝脏衰老会蔓延至其他器官。
为了研究衰老从肝脏传递到其它器官的机制,研究人员假设肝脏分泌的 SASP 因子通过血液循环到达其它部位。为了验证这一假设,研究人员利用肝衰老模型鼠和对照小鼠的血浆体外处理不同细胞。结果发现,与对照组小鼠血浆相比,肝衰老模型鼠的血浆处理后细胞 SA β-Gal 活性显著增加。
接下来,研究人员对肝衰老模型鼠和对照小鼠的血浆进行细胞因子分析,结果发现,一些经典SASP标志物如TGFβ1、TGFβ2、TGFβ3、CCL2、肝细胞生长因子、血管生成素和白血病抑制因子等水平显著增加。进一步分析发现,TGFβ 通路在诱导衰老蔓延过程中发挥重要作用。
最后,研究人员在体内进一步测试该通路在衰老和功能障碍诱导中的作用,发现抑制 TGFβ 信号通路可防止衰老和器官功能障碍的系统性传递。
总的来说,本研究确定 TGFβ 通路为诱导衰老全身扩散的关键介质,并证明体内抑制 TGFβ 通路可阻止衰老向其他器官的传递,从而防止肝脏衰老引起的其他器官功能障碍。