衰老细胞变异可能控制健康和年龄相关疾病的发病

根据衰老细胞释放的炎症细胞因子分泌的特征，研究小组假设至少有4种不同的细胞衰老状态，这些状态源于协调的代谢和表观基因组变化。研究小组认为，对细胞衰老的不同状态进行定性和分类，可以为衰老和衰老过程提供新的理解。

世界人口正在加速老龄化，发达国家更是如此。由于预计在不久的将来老年人口将急剧增加，因此保持健康的寿命尤为重要。

构成人体的许多细胞在反复分裂后最终会功能下降并停止生长，而这种细胞衰老是健康和长寿的重要因素。然而，当药物、紫外线或辐射等压力源引起基因组DNA损伤时，就会发生过早衰老，但这背后的机制尚未完全了解。这一过程可能是有益的，例如当细胞癌变时，细胞衰老可以防止恶性肿瘤的发展，但它也可以增加许多与年龄有关的疾病的可能性，因此，对医学科学来说，尝试更好地了解如何控制它是很重要的。

虽然衰老细胞失去了增殖能力，获得了“僵尸细胞”的绰号，但研究表明，这些细胞分泌各种蛋白质，作用于周围的细胞/组织，促进慢性炎症和癌细胞生长。这一过程被称为衰老相关的分泌表型，细胞衰老被认为是整个身体衰老的原因。研究表明，僵尸细胞会在老年小鼠体内积聚，清除这些细胞可能会抑制全身衰老。简单地说，如果我们能学会如何控制细胞衰老，我们就有可能调节整个身体的衰老过程。

中尾光吉教授及其同事正在从表观遗传学的角度研究细胞衰老的机制，表观遗传学是一个研究人类基因组上约25,000个蛋白质编码基因活动的领域，与人类的生命现象、健康和疾病状况以及衰老有关。该团队筛选了人类成纤维细胞衰老的广泛因素，发现SETD8甲基转移酶、NSD2甲基转移酶和其他蛋白质在防止细胞衰老中发挥作用。该团队未能发现衰老细胞特有的任何生物标志物，这导致该团队回顾了细胞随时间的衰老以及蛋白质分泌SASPs的特征。

研究小组发现，在细胞衰老过程中至少存在4种表型变异:

1. 启动(制止扩散)
2. 早期(抗炎)
3. 饱(炎症和新陈代谢增加)
4. 晚期(炎症和代谢降低)

专注于每个时期的分子变化，研究小组表明，细胞衰老的变化可能是由“衰老程序”形成的，其中细胞内代谢和表观基因组学的变化以协调的方式发生。然后，研究小组将重点转移到调节在细胞衰老过程中发挥重要功能的基因表达的转录和表观基因组因子上。

在起始状态下，促进细胞增殖的基因被抑制，而阻碍细胞增殖的基因被激活，肿瘤抑制蛋白p53和视网膜母细胞瘤在这一过程中起着主要作用。

在早期状态下，细胞形态发生明显变化，具有抗炎特性的细胞因子被激活，这可能是对后期炎症作用的防御。

在充分状态下，促炎细胞因子的基因高度表达，产生强烈的炎症反应，同时代谢基因如线粒体和合成蛋白质的基因通过本课题组之前报道的视网膜母细胞瘤表达增加。在这里，人们认为代谢反应产生合成和分泌蛋白质所需的能量。

最后在晚期，炎症反应和代谢下降，但干扰素的产生和分泌响应于核基因组的细胞质DNA片段和线粒体DNA。虽然这些过程的机制和意义仍未确定，但现在已经了解到细胞衰老会导致质的不同的炎症反应。

处理器Mitsuyoshi Nakao表示:“我们希望我们的工作将为科学界提供一个机会，考虑对细胞衰老和身体衰老机制的新理解。我们相信，细胞衰老的表型变异可以带来促进健康长寿和控制和预防与年龄有关的疾病的新方法。”