医学进展
2013年01月号
医学进展

低氧具有抑制细胞衰老的作用

    不同于可逆的细胞沉默过程,细胞开始衰老的特点是细胞形状变得又大又平、β-半乳糖染色和再生能力不可逆的流失。从增殖停滞转变为不可逆的衰老,此过程(称为geroconversion)一部分是由促生长的信号通路来驱动的,例如哺乳动物雷帕霉素靶点(mammalian target of rapamycin,mTOR)。通常情况下,细胞的大小是由细胞分裂来维持平衡的。当细胞周期处于停滞状态,细胞就停止分裂,而异常被活化的促生长信号通路,例如mTOR,能将可逆的抑制转变为衰老过程。mTOR抑制剂能够抑制向衰老转变的过程,维持细胞的沉默状态。

    因此,美国罗斯韦尔公园癌症研究所的研究人员假设缺氧也许同样能够抑制向衰老转变的过程。他们为了验证这个理论,利用HT-p21-9细胞开展了研究。这类细胞表达诱导性p21,该因子能够使细胞周期停滞,最终导致衰老,但不抑制mTOR。低氧并不会阻止p21的诱导及其对细胞增殖的抑制,但能抑制mTOR信号通路以及向衰老转变的过程。在p21诱导期间暴露于低氧能够防止出现衰老所引起的形变和再生能力的丧失,因而细胞的可逆性沉默状态能够得到维持,在p21机制关闭之后,细胞能够重新恢复增殖。对于向衰老转变过程的抑制并不依赖于p53-和HIF-1,因为低氧同样能够抑制那些功能性缺乏p53和HIF- 1α的细胞的衰老过程。此外,在正常成纤维细胞和视网膜细胞中,低氧能够抑制mTOR通路,还能抑制由依托泊苷所引起的衰老,但不影响DNA损伤反应、p53/p21的诱导和细胞周期停滞。低氧对于nutlin-3a引起的衰老(MEL-10、A172和NKE)同样具有抑制作用。

    该研究表明,在正常细胞和癌细胞系中,低氧能够抑制由多种刺激所引起的衰老。(作者:沈颖)

参考文献:《Proceedings of the National Academy of Sciences》2012;109:13314-13318

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