衰老相關(guān)的循環(huán)和組織標(biāo)志物
細(xì)胞衰老是一種以細(xì)胞周期阻滯和衰老相關(guān)分泌表型(SASP)為特征的衰老機(jī)制。衰老細(xì)胞的特性包括細(xì)胞周期調(diào)節(jié)蛋白的上調(diào),包括p16ink4a(由Cdkn2a編碼)上調(diào)、SASP的產(chǎn)生和分泌以及衰老細(xì)胞抗凋亡通路(SCAPs)的激活。臨床前研究表明,針對(duì)衰老細(xì)胞的生存途徑的抗衰老藥物,可以抵抗多個(gè)器官的年齡相關(guān)病癥。不同的抗衰老藥物在體內(nèi)治療衰老和衰老生物標(biāo)志物比較的有效性尚未得到證實(shí)。2024年12月,美國梅奧診所Marissa J. Schafer教授團(tuán)隊(duì)在《Nature Aging》上發(fā)表了題為“IL-23R is a senescence-linked circulating and tissue biomarker of aging”的研究。研究發(fā)現(xiàn),血漿蛋白的年齡依賴性變化,包括IL-23R、CCL5和CA13,可以被抗衰治療藥物逆轉(zhuǎn),這與組織中的表達(dá)差異相對(duì)應(yīng)??顾ダ现委熕幬锏男Ч⒉痪窒抻谘獫{,還作用于腎臟、肝臟和脂肪組織等關(guān)鍵器官。這些發(fā)現(xiàn)說明,抗衰老藥物不僅能顯著改變血液中衰老標(biāo)志物的水平,還能對(duì)器官間信號(hào)傳遞產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響。
1. 不同的血漿蛋白隨年齡而改變
研究團(tuán)隊(duì)首先試圖通過Olink近距離延伸分析(PEAs)來識(shí)別年輕和年老小鼠之間因年齡增長(zhǎng)而改變的循環(huán)生物標(biāo)志物。蛋白譜包括SASP(衰老相關(guān)分泌表型)、炎癥、代謝、發(fā)育、細(xì)胞支架和信號(hào)因子。與年輕雌性相比,老年雌性血漿中4種蛋白(CCL5、CCN1、IL-23R、GCG)水平較高,3種蛋白(CA13、CNTN4、MIA)水平較低。在年輕雄性相比,老年雄性血漿中4個(gè)蛋白(CCL3、CCN1、IL-17A、IL-23R)水平較高,12個(gè)蛋白(CCN4、CDH6、CNTN4、CLMP、CPE、FSTL3、LPL、MIA、NOTCH3、TGFBR3、TNFRSF12A、VSIG2)水平較低。在兩性中,老年血漿中IL-23R和CCN1較高,CNTN4和MIA較低。
圖1. 不同的血漿蛋白隨年齡而改變
2. 衰老組織中的典型衰老標(biāo)志物
假設(shè)在衰老的血漿中增加的蛋白質(zhì)來源于衰老的細(xì)胞。研究團(tuán)隊(duì)測(cè)量了老年和年輕p16-InkAttac小鼠組織中編碼衰老相關(guān)的基因以及典型衰老標(biāo)記物的表達(dá)。p16ink4a在老年小鼠肝、腎、脾、大腦皮層和雄性腺周脂肪中表達(dá)增加,Il23r在老年雌性肝、腎和脂肪中,以及在老年雄性的肝、肺和脂肪中的表達(dá)較高。p16ink4a、Bcl2a1a、Ccl2、Ccl3、Ccl5、Il1b、Il6和Il23r,以及tnf這些基因的編碼水平與血漿IL-23R、CCL2、CCL3、CCL5和IL-17A表達(dá)水平呈正相關(guān),這些基因的編碼與血漿蛋白水平相關(guān),表明這些組織中的衰老細(xì)胞是全身性衰老標(biāo)志物的重要來源。
圖2. 與衰老相關(guān)的基因在老年p16-InkAttac小鼠中的組織表達(dá)情況
3. 治療衰老的藥物抑制與衰老相關(guān)的血漿蛋白
與年齡相關(guān)的血漿蛋白是否被體內(nèi)靶向衰老細(xì)胞的藥物調(diào)節(jié)呢?體內(nèi)研究發(fā)現(xiàn),抗衰老藥物(VEN、NAV、FIS、LUT、AP)可以降低血漿中IL-23R、CCL5、IL-17A、GCG、CA13的表達(dá)豐度,因此,衰老治療藥物可以降低與年齡相關(guān)的循環(huán)蛋白表達(dá)水平。
圖3. 抗衰藥物可以降低與年齡相關(guān)的循環(huán)蛋白表達(dá)水平
4. 抗衰靶向藥物治療可以逆轉(zhuǎn)組織中Cdk2na的編碼水平
接下來,研究了抗衰老藥物是否減少了編碼年齡和衰老改變相關(guān)組織中的基因水平。通過RT-PCR評(píng)估Cdk2na在年輕對(duì)照鼠、老年對(duì)照鼠及抗衰老靶向藥物治療老年鼠的基因水平,發(fā)現(xiàn)AP、VEN和LUT降低了老年雌性小鼠腎臟中Cdkn2a的水平,只有VEN可以降低老年雌性小鼠脾臟中Cdkn2a的表達(dá),FIS和LUT降低了雄性小鼠皮質(zhì)中的Cdkn2a的水平,FIS降低了Cdkn2a的另外一種轉(zhuǎn)錄變體(p16ink4a)。
圖4. 抗衰靶向藥物治療逆轉(zhuǎn)組織中Cdk2na的編碼水平
5. Il23r和Ccl5隨著年齡的增長(zhǎng)而增加,并被抗衰老靶向藥物逆轉(zhuǎn)
接下來測(cè)試了抗衰老藥物是否減輕了與年齡相關(guān)的Il23r和Ccl5轉(zhuǎn)錄水平,通過RT-PCR評(píng)估Il23r和Ccl5在年輕對(duì)照鼠、老年對(duì)照鼠及抗衰老靶向藥物治療老年鼠的基因水平,發(fā)現(xiàn)Ccl5在老年器官中表現(xiàn)出廣泛的差異表達(dá),并且在老年脾臟中表達(dá)最多??顾ダ现委熀螅?/span>Il23r和Ccl5在多個(gè)器官中的轉(zhuǎn)錄水平降低??傊?,年齡和抗衰老治療基因表達(dá)的變化表明,IL-23R和CCL5是重要的衰老生物標(biāo)志物。
圖5. 抗衰治療能逆轉(zhuǎn)組織中Il23r和Ccl5隨著年齡的增長(zhǎng)而增加的趨勢(shì)
6. 老年人血漿中IL-23R蛋白增加
IL-23R是一種對(duì)抗衰老治療干預(yù)敏感的年齡增加的血漿蛋白。ELISA檢測(cè)不同年齡的人群中IL-23R的含量變化,發(fā)現(xiàn)血漿蛋白IL-23R隨年齡增加而增加。這表明IL-23R是一種具有潛在臨床應(yīng)用價(jià)值的衰老標(biāo)志物,為衰老治療的臨床應(yīng)用提供了新方向。
圖6. 血漿蛋白IL-23R隨年齡增加而增加
云克隆開發(fā)了涉及上述研究相關(guān)靶標(biāo)的蛋白、抗體以及試劑盒產(chǎn)品,靶標(biāo)及核心貨號(hào)如下,供參考:
靶標(biāo) | 核心貨號(hào) | 靶標(biāo) | 核心貨號(hào) | 靶標(biāo) | 核心貨號(hào) |
IL23R | E765 | CCL5 | A116 | CA13 | D081 |
CDKN2A | A794 | BCL2 | A778 | BCL2L | E582 |
BCL-W | L251 | CCN1 | B323 | GCG | B266 |
CNTN4 | B210 | LPL | A386 | CCL3 | A092 |
IL-17A | A063 | CCN4 | G895 | CDH6 | B096 |
PLA2G4A | B624 | CLMP | W786 | CPE | F322 |
FSTL3 | J084 | p21 | H469 | VSIG2 | N894 |
NOTCH3 | L147 | TGFbR3 | C119 | TNFRSF12A | A813 |
IL1b | A563 | IL6 | A079 | FAS | A030 |
CCL2 | A087 | Cd3e | D117 | CCL11 | A025 |
PDGFB | C921 | CASP3 | A626 | MAP2K6 | B721 |
MMP3 | A101 | CCL20 | A095 | CXCL1 | A041 |
CXCL9 | B928 | GDF15 | C034 | MMP2 | A100 |
OPN | A899 | TNFSF12 | D933 | VEGFD | A146 |
TPP1 | C828 | CD38 | A752 | PLIN1 | C745 |
NADK | H578 | PARP1 | A279 | FLRT2 | C481 |
AXIN1 | C191 | GFRA1 | L548 | QDPR | C758 |
TGFa | A123 | APBB1IP | M488 | MATN2 | E149 |
S100A4 | C020 | ADAM23 | K202 | HGF | A047 |
CNTN1 | B201 | FOXO1 | A764 | ACVRL1 | B901 |
TGFb1 | A124 | ERBB4 | C188 | ENO2 | A537 |
GHRL | A991 | EDA2R | D931 | EPCAM | B283 |
LGMN | C564 | TNR | B328 |