细胞衰老课件

TargetedApoptosisofSenescentCellsRestoresTissueHomeostasisinResponsetoChemotoxicityandAgingCellBaaretal.,2017,Cell169,132–147March23,2017ª2017ElsevierInc.1TargetedApoptosisofSenescenDNA损伤修复ApoptosisSenescenceor背景介绍清除持续累积加速疾病、衰老（衰老细胞）2DNA损伤修复ApoptosisSenescenceor背景退出细胞周期；形成持续的促炎表型——衰老相关分泌表型（senescence-associatedsecretoryphenotype，SASP）；影响组织微环境；早期对于创伤愈合有利。衰老细胞：正常细胞受到不可修复的压力后形成的持续的损伤状态。年轻组织中：少量衰老细胞分泌SASP，诱导多能性干细胞形成分化并促进组织修复。SASP影响干细胞信号转导以及分化。IL-1：抑制干细胞分化；IL-6：诱导并维持干细胞多能性。3退出细胞周期；衰老细胞：正常细胞受到不可修复的压力后形成的持衰老组织中：衰老细胞大量堆积，并分泌SASP，致使其邻近细胞被封锁于持续的类干性样的去分化状态，不能进行分化或组织修复。衰老-干性加锁模型:清除衰老细胞有利于恢复组织稳态、延缓衰老？Q4衰老组织中：衰老细胞大量堆积，并分泌SASP，致使其邻近细胞FOXOs家族:（ForkheadboxOfamily,叉头框转录因子O家族)。作为insulin/IGF信号通路的靶基因，调节体内的抗氧化反应以及DNA损伤修复。如何靶向衰老细胞:5FOXOs家族:如何靶向衰老细胞:5FOXO4在衰老细胞中表达上调，并维持其活性；FOXO4-DRI扰乱PML/DNA-SCARS，衰老细胞释放激活的p53；FOXO4-DRI选择性并强力靶向衰老细胞进入p53依赖的凋亡；FOXO4-DRI对抗化疗药引起的衰老；FOXO4-DRI抗衰老以及抵抗快速衰老XpdTTD/TTD小鼠脆弱的特征；FOXO4-DRI逆转快速衰老小鼠肾功能下降；FOXO4-DRI减轻自然衰老小鼠的衰弱以及肾功能下降。实验结果6FOXO4在衰老细胞中表达上调，并维持其活性；实验结果6FOXO4在衰老细胞中表达上调，并维持其活性；衰老细胞模型：IMR90原代人成纤维细胞（基因组稳定），电离辐射（IR）诱导细胞衰老。凋亡相关信号通路的变化？促凋亡因子PUMA，BIM显著上调；抗凋亡因子Blc-2减少。“刹车”衰老细胞存活的关键？Q7FOXO4在衰老细胞中表达上调，并维持其活性；衰老细胞模型凋亡相关的转录因子：STAT1/2/4，NF-kB，TP53，

FOXO4XXX8凋亡相关的转录因子：STAT1/2/4，NF-kB，TP慢病毒shRNA沉默FOXO4促进衰老细胞凋亡。结论：FOXO4通过抑制凋亡通路促进衰老细胞的存活。9慢病毒shRNA沉默FOXO4促进衰老细胞凋亡。结论：FOXFOXO4-DRI扰乱PML/DNA-SCARS，衰老细胞释放激活的p53；衰老细胞内FOXO4募集至常染色质区。设计化合物干扰FOXO4的功能。10FOXO4-DRI扰乱PML/DNA-SCARS，衰老细胞衰老细胞中，PML小体与含53BP1的DNA-SCARS（染色质改变增强衰老DNA片段）融合并联合调节衰老相关分泌表型SASP的表达。p53：调节凋亡及衰老，并定位于DNA-SCARS，被ATM于Ser15位磷酸化，阻断MDM2介导的降解。高分辨结构显微镜FOXO4结合在PML小体上，与含53BP1的DNA-SCARS紧密相邻。FOXO4与pSer15-p53紧密相邻。11衰老细胞中，PML小体与含53BP1的DNA-SCARS（染设计多肽：选择FOXO4-p53相互作用的结构域，且与FOXO1，3不重叠，在人与小鼠中均保守。FOXO4-DRI：FOXO4肽的D-retroinverso（DRI）异构型，即利用D型氨基酸取代肽链中正常L型氨基酸，并且反转这种肽链主骨架的方向。12设计多肽：选择FOXO4-p53相互作用的结构域，且与FOXNMR-滴定法：将重组p53的N末端结构域滴定至1H，15N-标记的FOXO4的Forkhead结构域的溶液中，会导致1H，15NHSQC的交叉峰的化学位移，表明p53与FOXO4特异性结合，逐步滴加FOXO4-DRI肽使FOXO4的化学位移恢复至未结合状态。说明FOXO4-DRI肽可以竞争性与FOXO4结合，且较p53亲和力更高。13NMR-滴定法：将重组p53的N末端结构域滴定至1H，15NFOXO4-DRI肽与HIV-TAT（亲水序列）融合：通过形成暂时的孔隙促进非能量依赖的FOXO4-DRI的摄取。摄取：14FOXO4-DRI肽与HIV-TAT（亲水序列）融合：通过形FOXO4可调节衰老细胞中p21cip1的表达，通过p21cip1，p53可诱导p16in4a不依赖的细胞周期阻滞，并通过转位至线粒体内激活促凋亡基因的表达。Cdkn1a：p21Cip1的编码基因的启动子。其中两个p53结合位点中间包含一段FOXO的靶序列。FOXO4-DRI对于p21Cip1以及p53的作用？FOXO4-DRI减少衰老相关的p21Cip1的表达。促进p53聚积并促进活化的pSer15-p53的核外排。结论：FOXO4-DRI干扰FOXO4与p53结合，破坏衰老相关FOXO4/PML/DNA-SCARS复合物，并导致p53活化及核外排。15FOXO4可调节衰老细胞中p21cip1的表达，通过p21cFOXO4-DRI选择性靶向衰老细胞进入p53依赖的凋亡；FOXO4-DRI抑制衰老细胞存活。实时细胞密度监测。16FOXO4-DRI选择性靶向衰老细胞进入p53依赖的凋亡；另外两类靶向衰老细胞的化合物：槲皮素/达沙替尼——非特异性靶向衰老细胞泛BCL抑制剂ABT-263/737——对衰老细胞有一定选择性但低剂量对正常细胞即有杀伤。FOXO4-DRI对于衰老细胞杀伤更强，且对正常细胞毒性较小。连续多次低剂量给药方案：17另外两类靶向衰老细胞的化合物：FOXO4-DRI对于衰老细胞p53以及Caspase介导FOXO4-DRI对于衰老细胞的杀伤。FOXO4-DRI诱导衰老细胞内Caspase3/7活化。衰老细胞靶向凋亡（targetedapoptosisofsenescentCells，TASC）18p53以及Caspase介导FOXO4-DRI对于衰老细胞的FOXO4-DRI对于衰老相关疾病是否有治疗作用？Q体内衰老模型：化疗药引起的衰老——阿霉素（Doxo）为代表快速衰老模型——XpdTTD/TTD小鼠自然衰老模型体内衰老细胞监测：p16：3MR19FOXO4-DRI对于衰老相关疾病是否有治疗作用？Q体内衰老FOXO4-DRI抵抗化疗药引起的衰老以及肝功能损伤；Doxo诱导IMR90细胞衰老以及SASP。20FOXO4-DRI抵抗化疗药引起的衰老以及肝功能损伤；DoFOXO4-DRI耐受性优于BCLiFOXO4-DRI有可能使细胞易于获得DNA损伤，加速细胞凋亡？Q提前或同时给予FOXO4-DRI处理不会加重Doxo对细胞的杀伤。仅在Doxo诱导细胞衰老之后促进衰老细胞的死亡。21FOXO4-DRI耐受性优于BCLiFOXO4-DRI有可序贯疗法:Doxo：10mg/kg，2次FOXO4-DRI：5mg/kg，4次Doxo诱导小鼠体内细胞衰老以及肝损伤。22序贯疗法:Doxo：10mg/kg，2次Doxo诱导小鼠体2323利用GCV靶向清除衰老细胞结论：FOXO4-DRI可以有效清除阿霉素诱导的衰老细胞并削弱阿霉素诱导的肝毒性。24利用GCV靶向清除衰老细胞结论：FOXO4-DRI可以有效清FOXO4-DRI逆转快速衰老XpdTTD/TTD小鼠衰老脆弱的特征；快速衰老模型：

XpdTTD/TTD小鼠三个月即可出现衰老的特征。XPD：编码DNA解旋酶的基因在DNA损伤修复以及转录中发挥重要的作用。TTD：早衰营养不良毛发稀疏综合症。XPD突变。TTD鼠表现为：骨质疏松/硬化/不孕不育/寿命短等衰老特征。25FOXO4-DRI逆转快速衰老XpdTTD/TTD小鼠衰老2626行为学实验：对外界刺激的反应能力增加，活动增加。结论：FOXO4-DRI可以逆转快速衰老小鼠衰老以及脆弱的特征。27行为学实验：对外界刺激的反应能力增加，活动增加。结论：FOXFOXO4-DRI逆转快速衰老小鼠肾功能下降；衰老小鼠血液中尿素水平升高，肾小管区域SA-β-GAL染色以及IL-6分泌增加，肾小管细胞FOXO4水平增加。28FOXO4-DRI逆转快速衰老小鼠肾功能下降；衰老小鼠血液体外肾切片模型：FOXO4-DRI可诱导衰老小鼠肾内凋亡细胞增加。29体外肾切片模型：FOXO4-DRI可诱导衰老小鼠肾内凋亡细胞安全性评价：FOXO4-DRI不会引起血小板减少或不可增殖的器官（如心脏）的损伤。30安全性评价：FOXO4-DRI不会引起血小板减少或不可增殖的FOXO4-DRI减少SASP并减轻肾损伤。衰老细胞中LMNB1丢失。结论：FOXO4-DRI通过靶向肾内的衰老细胞使快速衰老小鼠的肾功能恢复正常。31FOXO4-DRI减少SASP并减轻肾损伤。衰老细胞中LMNFOXO4-DRI减轻自然衰老小鼠的衰弱以及肾功能下降。32FOXO4-DRI减轻自然衰老小鼠的衰弱以及肾功能下降。3结论：FOXO4-DRI靶向清除肾内的衰老细胞可以使自然衰老小鼠的肾功能恢复正常。33结论：FOXO4-DRI靶向清除肾内的衰老细胞可以使自然衰老Highlights

1.一种改良的FOXO4-p53干扰肽可以导致衰老细胞内p53的核外排2.该FOXO4多肽可诱导衰老细胞靶向凋亡（

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