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(guó)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(shuō)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(guò)Olink近距離延伸分析(PEAs)來(lái)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(lái)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(lái)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(lái),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(guò)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(lái)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(guò)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。抗衰老治療后,Il23r和Ccl5在多個(gè)器官中的轉(zhuǎn)錄水平降低??傊挲g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(kāi)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  |