内质网是细胞内蛋白质合成、折叠以及脂质代谢的重要场所,内质网应激反应与细胞衰老有着千丝万缕的联系。当细胞受到氧化应激、营养缺乏、错误折叠蛋白积累等刺激时,内质网会启动未折叠蛋白反应(UPR),试图恢复内质网的稳态。然而,在衰老细胞中,内质网功能逐渐衰退,蛋白质折叠效率降低,错误折叠蛋白持续积累,导致内质网长期处于应激状态。过度的内质网应激会使 UPR 无法有效恢复内质网功能,反而焕活一系列促衰老信号通路。例如,持续的内质网应激会焕活 c - Jun 氨基末端激酶(JNK)信号通路,诱导细胞衰老相关分泌表型(SASP)因子的分泌,加剧细胞衰老和炎症反应。同时,内质网应激还会干扰细胞内钙离子稳态,...
端粒相关 RNA(TERRA)在细胞衰老过程中扮演着独特角色。TERRA 是一类从端粒区域转录产生的长链非编码 RNA,正常细胞中,TERRA 水平较低且相对稳定。随着细胞衰老,TERRA 的表达明显上调。TERRA 可与端粒 DNA 和端粒结合蛋白相互作用,影响端粒结构与功能。一方面,TERRA 能与端粒 DNA 形成 RNA - DNA 杂交体,干扰端粒的正常复制和保护机制,加速端粒缩短。另一方面,TERRA 与端粒结合蛋白结合后,改变蛋白复合物的组成和功能,影响端粒的稳定性。此外,TERRA 还可通过调控端粒区域的表观遗传修饰,如组蛋白甲基化、乙酰化等,改变染色质状态,影响端粒相关基因的...
神经细胞衰老在认知功能减退和神经退行性疾病中起关键作用。随着年龄增长,神经细胞的突触数量减少,突触传递效率降低,影响神经元之间的信息传递。神经元内线粒体功能障碍尤为突出,能量供应不足导致神经细胞无法维持正常的电活动和物质运输。同时,神经细胞内蛋白质稳态失衡,异常蛋白质聚集形成淀粉样斑块和神经原纤维缠结,这在阿尔茨海默病等神经退行性疾病中表现明显。此外,神经胶质细胞的衰老也会影响神经细胞功能。胶质细胞为神经细胞提供营养支持和保护,衰老的胶质细胞分泌功能改变,无法有效清理代谢废物,还可能释放有害因子,加重神经细胞损伤。延缓神经细胞衰老,对维持认知功能、预防神经退行性疾病至关重要。跑步锻炼提升心肺耐...
铁是细胞正常代谢必需的微量元素,但铁代谢失衡与细胞衰老密切相关。衰老细胞中铁离子代谢紊乱,细胞内铁过载现象常见。过量的铁离子通过芬顿反应产生大量羟基自由基,引发脂质过氧化,损伤细胞膜、线粒体等细胞器,导致细胞功能障碍。同时,铁过载会干扰细胞内的抗氧化防御系统,降低超氧化物歧化酶、谷胱甘肽过氧化物酶等抗氧化酶的活性,使细胞无法有效清理自由基,加剧氧化应激。此外,铁代谢紊乱还会影响线粒体功能,抑制线粒体呼吸链复合物的活性,减少 ATP 生成,导致细胞能量供应不足。另一方面,缺铁也会影响细胞的正常功能,如影响血红蛋白合成、DNA 合成等过程,间接加速细胞衰老。维持铁代谢平衡,调控细胞内铁离子浓度,对...
热休克蛋白(HSPs)是细胞在应激条件下产生的一类蛋白质,在细胞衰老过程中发挥重要的保护作用。当细胞受到高温、氧化应激、重金属等损伤时,HSPs 迅速表达,帮助细胞应对压力。在衰老细胞中,HSPs 可通过多种方式发挥保护功能。首先,HSPs 具有分子伴侣活性,能协助新生蛋白质正确折叠,防止错误折叠蛋白积累,减轻内质网应激。其次,HSPs 可抑制细胞凋亡,通过与促凋亡蛋白结合,阻断细胞凋亡信号通路,维持细胞存活。此外,HSPs 还参与抗氧化防御系统,增强细胞对自由基的清理能力,减少氧化损伤。研究表明,提高细胞内 HSPs 的表达水平,可改善衰老细胞的功能,延缓细胞衰老进程。开发能够诱导 HSPs...
适度低温环境对细胞衰老具有一定的调节作用。在低温条件下,细胞的代谢速率降低,物质合成和分解过程减缓,从而减少细胞内自由基的产生。自由基是导致细胞衰老的重要因素之一,减少自由基生成有助于减轻氧化应激对细胞的损伤。低温还会影响细胞周期,使细胞分裂速度减慢,端粒缩短速率降低,在一定程度上维持端粒长度。此外,低温可调节细胞内信号通路,焕活某些与细胞存活和抗逆性相关的信号通路,如 AMPK 信号通路。AMPK 被焕活后,可促进细胞自噬,增强细胞对损伤的修复能力,延缓细胞衰老。同时,低温能抑制炎症反应,减少衰老细胞分泌的炎症因子,改善细胞微环境。研究低温对细胞衰老的影响机制,为探索新的细胞抗衰老方法提供了...
细胞衰老不仅影响个体细胞和组织,还可能存在跨代遗传现象。研究发现,亲代细胞的衰老状态可通过表观遗传修饰、线粒体 DNA 突变等方式传递给子代细胞。例如,亲代细胞 DNA 的甲基化模式改变,这种甲基化标记可在细胞分裂过程中部分保留,并传递给子代细胞,影响子代细胞基因表达,使其更易出现衰老特征。线粒体作为细胞的能量工厂,其 DNA 突变在亲代细胞积累后,也会传递给子代细胞,导致子代细胞线粒体功能缺陷,加速衰老。此外,细胞内的一些衰老相关蛋白和代谢产物也可能在细胞分裂时传递给子代细胞,影响子代细胞的代谢和功能。细胞衰老跨代遗传现象的研究,为深入理解细胞衰老机制提供了新视角,也为干预细胞衰老提供了更长...
营养在细胞抗衰老过程中起着举足轻重的作用,其中抗氧化营养素是对抗细胞衰老的重要 “武器”。维生素 C、维生素 E、β- 胡萝卜素以及硒等抗氧化营养素,如同细胞内的 “抗氧化卫士”,能够有效中和自由基,减少自由基对细胞的损伤。维生素 C 具有强大的水溶性抗氧化能力,可以直接清理细胞内的自由基,并且能够再生其他抗氧化剂,如维生素 E。维生素 E 是一种脂溶性抗氧化剂,主要存在于细胞膜中,能够保护膜脂质免受自由基的氧化攻击,维持细胞膜的完整性和流动性。β- 胡萝卜素在体内可以转化为维生素 A,同时也具有抗氧化活性,能够捕捉自由基,减轻氧化应激对细胞的伤害。硒是一些抗氧化酶的组成成分,如谷胱甘肽过氧化...
长寿蛋白在细胞抗衰老过程中发挥着关键作用。Sirtuin 家族是一类与衰老和寿命密切相关的长寿蛋白,其具有去乙酰化酶活性,能够通过调节组蛋白和非组蛋白的乙酰化水平,影响细胞代谢、氧化应激、DNA 修复等多个重要生理过程。例如,SIRT1 可以去乙酰化 P53 蛋白,抑制其促凋亡活性,增强细胞对各种压力的耐受性,从而延缓细胞衰老。FOXO 转录因子家族也是重要的长寿蛋白,FOXO 能够调控抗氧化酶、DNA 修复蛋白等基因的表达,增强细胞的抗氧化能力和修复能力,延长细胞寿命。此外,AMP - 活化蛋白激酶(AMPK)作为细胞内重要的能量传感器,焕活后可调节细胞代谢,促进自噬,抑制细胞衰老。深入研究...
非编码 RNA,包括微小 RNA(miRNA)、长链非编码 RNA(lncRNA)和环状 RNA(circRNA)等,在细胞衰老过程中形成复杂的调控网络。miRNA 可通过与靶 mRNA 的互补配对,抑制 mRNA 的翻译或促进其降解,调控衰老相关基因的表达。例如,某些 miRNA 可靶向调控细胞周期蛋白依赖性激酶(CDK),抑制细胞增殖,促进细胞衰老。lncRNA 则可在转录水平、转录后水平和表观遗传水平调控基因表达。一些 lncRNA 可与 DNA、RNA 或蛋白质相互作用,影响染色质结构和基因转录活性,参与细胞衰老进程。circRNA 具有稳定性高、结合能力强等特点,可作为 miRNA ...
长寿基因在细胞衰老过程中发挥关键的调控作用。Sirtuin 家族是一类与衰老和寿命密切相关的长寿基因,其编码的去乙酰化酶可通过调节组蛋白和非组蛋白的乙酰化水平,影响细胞代谢、氧化应激、DNA 修复等多个生理过程。例如,SIRT1 可去乙酰化 P53 蛋白,抑制其促凋亡活性,增强细胞对压力的耐受性,延缓细胞衰老。FOXO 转录因子家族也是重要的长寿基因,FOXO 可调控抗氧化酶、DNA 修复蛋白等基因的表达,增强细胞的抗氧化能力和修复能力,延长细胞寿命。此外,AMP - 活化蛋白激酶(AMPK)信号通路相关基因也与细胞衰老调控有关,AMPK 焕活后可调节细胞代谢,促进自噬,抑制细胞衰老。深入研究...