Ouabain의 세놀리틱 효과가 세포 유형에 의존적이라는 사실을 확립한 후

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ouabain으로 인한 K*/Nat 항상성의 교란은 제어 및 노화 A549 및 END-MSC에서 다른 생리학적 반응을 유발합니다.

ouabain의 세놀리틱 효과가 세포 유형 의존적이라는 사실을 확립한 후, 우리는 hMSC와 A549의 반응에서 밝혀진 차이점의 기초가 될 수 있는 것을 설명하려고 했습니다. 이를 위해 우리는 END-MSC와 etoposide의 산화 스트레스 유발 노화를 분석했습니다. - A549의 노화를 보다 정확하게 유도합니다.사이노모리움 혜택다양한 심장 배당체의 주요 분자 메커니즘은 Nat/K + -ATPase의 억제입니다[44]. Nat/K + -ATPase는 농도 구배에 대해 칼륨을 세포로 펌핑하는 동안 세포 밖으로 나트륨을 펌핑하는 원형질막 효소입니다. 따라서 K 플러스 및 Na 플러스 항상성의 유지에 참여합니다. 따라서 우리는 대조군과 두 가지 유형의 노화 세포 사이에 기저 및 ouabain 유도 이온 항상성에 차이가 있는지 질문했습니다.

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ouabain에 의해 유발된 K 플러스 및 Na 플러스 항상성의 교란은 궁극적으로 원형질막 전위의 소산으로 이어질 것입니다. 따라서, 우리는 특정 형광 프로브 DiBAC4(3)를 사용하여 비흥분성 세포의 막횡단 가능성을 측정했습니다. 이 염료의 형광 증가는 막 탈분극을 반영합니다.사막 히아신스테스트된 각 세포 유형에서 ouabain은 예측 가능한 막 탈분극을 유도하여 이온 불균형을 확인했습니다(그림 10a). 특히, 우리는 대조군 및 노화 END-MSC에서 유사한 수준의 막 탈분극을 관찰한 반면, 노화 A549는 대조군 A549 세포에 비해 상당히 더 탈분극된 막을 특징으로 하였다.

이온 조절 조절의 다른 중요한 결과는 미토콘드리아 막 전위(MP)의 변화입니다.

따라서 형광 프로브 JC{0}}를 사용하여 ouabain 처리 시 대조군 및 노화 세포에서 MMP를 평가했습니다. 노화 세포는 일반적으로 미토콘드리아의 오작동을 반영하는 감소된 MMP, 에너지 대사의 변경 및 세포 내 활성 산소 종 수준의 증가를 특징으로 한다는 점을 특히 강조해야 합니다[45]. 예상대로 노화된 END-MSC와 A549 세포의 MMP는 대조군보다 낮았고,

이 감소는 노화 세포의 생존력에 영향을 미치지 않았지만(그림 1d, 6a, 10b).플라보노이드 추출법 pdf위의 결과와 유사하게, ouabain은 증식하는 A549와 비교하여 노화 A549에서 뚜렷한 MMP 탈분극을 유도한 반면, 대조군 및 노화 END-MSC의 MMP에 대한 영향은 미미했습니다(그림 10b). 이 부분에 설명된 결과를 요약하면 ouabain에 의해 Na + /K + -ATPase를 차단하면 노화 END-MSCS와 반대로 노화 A549의 경우 원형질막의 극적인 탈분극과 MMP 감소로 이어진다는 결론을 내릴 수 있습니다.

K 플러스 수입 메커니즘의 변경은 노화 END-MSC의 ouabain-저항을 중재합니다

노화 A549와 END-MSC 사이의 막 분극 및 MMP에서 ouabain 유도 변화를 매개하는 메커니즘을 명확히 하기 위해 고급 생물 정보학 접근 방식을 사용했습니다. 분석의 목적은 세포 유형 의존성 ouabain-resistance 또는 노화 세포의 민감성을 매개하는 가능한 transcriptomic 특징을 밝히는 것이 었습니다. 다시 말해, 우리는 END-MSC(ouabain-resistant 세포)의 노화가 A549(ouabain-sensitive cell)의 노화와 어떻게 다른지에 대해 질문했습니다. 이 질문에 답하기 위해 3개의 독립적인 RNA 시퀀싱(RNA-Seq) 데이터 세트를 활용했습니다. 첫 번째는 RNA-Seq 분석이었습니다.

그림 6 에토포사이드 유도 A549 노화 모델 검증. 노화 A549 세포는 증식 손실을 나타내고, b는 증가된 세포 크기, c 자가형광 수준 및 d SA-b-Gal 활성을 대조군에 비해 획득합니다. e 대조군 및 노화 A549에서 p53 및 Rb의 인산화 수준 및 p21 및 HMGBI 단백질의 발현 수준. 제시된 값은 평균±SD입니다. 여러 그룹의 경우 일원 분산 분석이 적용되었습니다. n{10}}, ns는 중요하지 않음,***p<0.001. for="" pair="" comparisons="" at="" b,c,="" and="" d="" welch's="" test="" was="" used,n="3" for="" b="" and="" c,n="50" for=""><0.001.>플라보노이드이미지의 스케일 바는 500μm입니다. GAPDH는 우리가 수행한 제어 및 노화 END-MSC의 로딩 제어로 사용되었습니다. 두 번째는 GEO[43]에서 다운로드한 제어 및 노화 A549용 데이터 세트입니다. 참고로, 노화 유도 조건은 본 연구 및 심장 배당체 유도 seno-lysis의 예비 연구에 적용된 조건과 일치했습니다. 그리고 세 번째 데이터세트는 세놀리틱 화합물로서 심장 배당체에 대한 연구에서 직접 얻은 대조군 및 노화 IMR-90에 ​​대한 것입니다[25]. 중요한 것은 IMR-90이 ouabain 유도 분석에 취약한 것으로 입증되었다는 것입니다. END-MSC와 A549와 관련된 두 개의 데이터 세트만 비교하는 것은 궁극적으로 부적절한 결과로 이어질 수 있다는 점에 유의해야 합니다. 이러한 분석에서 END-MSC와 A549의 노화 과정 사이에서 추구하는 차이는 다양한 기술적 배치 효과(즉, 시퀀싱 머신의 유형, 샘플 실행 조건). 배치 효과를 최소화하기 위해 ouabain 내성 세포(END-MSC)에 대한 데이터 세트 하나와 ouabain에 민감한 세포(A549, IMR{20}})에 대한 데이터 세트 2개를 비교했습니다. 추가 비교 분석의 관련성을 검증하기 위해 설명된 세 가지 실험 모두의 샘플을 포함하는 요약 데이터 세트를 기반으로 GO 용어 "세포 노화"(GO 0090398)와 관련된 유전자 하위 집합에 대한 주성분 분석을 수행했습니다. 실제로, 각 세포 유형에 대해 샘플은 대조군과 노화 그룹이라는 두 개의 개별 그룹으로 클러스터링되었습니다(그림 10d).

cistanche 캔 노화 방지

ouabain 내성 및 감수성 세포의 노화 동안 차등적으로 발현된 유전자(DEG)의 분석을 수행하기 위해, 우리는 두 예측인자와 이들의 상호작용을 요약한 통계적 모델을 생성했습니다. 분석의 도식적 표현은 그림 10c에 나와 있습니다. 간단히 말해서, 모델의 첫 번째 예측 변수는 모든 샘플을 대조군 및 노화 하위 그룹으로 나누고 두 번째 예측 변수는 ouabain 저항 또는 ouabain 감도로, 모델의 마지막 구성 요소는 반영했습니다. 두 예측 변수의 상호 작용. 마지막 변수에 대한 차등 발현 테스트의 결과는 보충 표 1에 나와 있습니다.

그런 다음 생물학적 과정(BP)에 대한 유전자 온톨로지(GO) 용어로 유전자 집합 농축 분석(GSEA)을 수행했습니다(보충 표 2). 특히, 상당히 풍부한 과정 중에서 우리는 ouabain에 민감한 세포의 노화와 비교하여 ouabain 내성 END-MSC의 노화 동안 '칼륨 이온 수입'과 '양이온 막 횡단 수송의 양성 조절이 상향 조절된다는 것을 발견했습니다 (그림 10e ). 이러한 과정과 관련된 핵심 농축 유전자 목록에는 노화 END-MSC에서 유의하게 상향 조절된 KCNJ2, KCNJ14, KCNJ8, SLC12A7, SLC12A8, WNK4가 포함되었습니다(그림 10f). KCNJ 유전자에 의해 암호화된 단백질은 내부 정류기 유형의 칼륨 채널로, 칼륨이 세포 밖으로 흐르지 않고 세포 안으로 흐르도록 하는 경향이 더 큽니다.헤스페리딘 사용SLC12는 양이온을 제공한 염화물 운반체 제품군입니다. WNK4 유전자는 나트륨-결합 염화물 공동수송체의 활성화제 및 칼륨-결합 염화물 공동수송체의 억제제로 작용하는 세린/트레오닌 키나제를 인코딩합니다. 함께, 이러한 발견은 노화된 END-MSC가 노화된 A549 세포보다 고갈된 세포내 K 플러스 수준을 더 효과적으로 회복할 수 있고 따라서 ouabain 유도 이온 불균형을 관리할 수 있음을 시사합니다.

노화된 END-MSC가 높게 표시됨

노화 A549는 그렇지 않은 반면, 대조군과 비교하여 세포자멸사 저항

세포 사멸 조절에서 세포내 K 플러스의 역할은 잘 확립되어 있습니다[46]. 세포 내 K 플러스 항상성을 유지하는 능력에서 노화 END-MSC와 A549 세포 간의 차이점을 밝혀 두 세포 유형의 노화 동안 획득한 전반적인 스트레스 저항을 비교하게 되었습니다. 외인성 스트레스는 이온 항상성의 교란을 동반하여 세포와 환경 사이에 K 플러스를 포함한 다양한 이온의 빠른 교환을 초래하는 것으로 알려져 있습니다[46]. 스트레스 영향의 결과는 적절한 세포내 이온 균형을 회복하는 세포의 능력에 크게 의존합니다. 그림 10e, f에서 볼 수 있듯이 END-MSC의 노화는 K 플러스 수입의 상향 조절을 동반하여

그림 10 Ouabain 저항성 노화 END-MSC는 효과적인 K plus import를 통해 ouabain에 의해 유발된 K plus /Nat 항상성의 교란을 회복할 수 있는 반면, ouabain에 민감한 노화 세포는 이 능력이 부족합니다. a 형광 프로브 DiBAC4(3)를 사용하여 ouabain 처리 전 및 24시간 후 제어 및 노화 END-MSC 및 A549 세포의 막 전위 측정. b 형광 프로브 JC를 사용하여 ouabain 처리 전후 24시간 후 대조군 및 노화 END-MSC 및 A549 세포의 미토콘드리아 막 전위 평가{12}}. c 3개의 독립적인 RNA-Seq 데이터 세트의 비교 생물정보학적 분석 설계.d 3개의 독립적인 RNA-Seq 데이터 세트의 결합된 데이터를 기반으로 하는 GO 용어 "세포 노화"(GO 0090398)와 관련된 유전자 하위 집합에 대한 주성분 분석 . e '양이온 막횡단 수송의 양성 조절'에 대한 ouabain 매개 분석에 내성인 세포(END-MSC)와 ouabain 매개 분석에 민감한 세포(A549 및 IMR{20}}) 사이에 차등적으로 발현된 유전자에 대한 GSEA 결과 및 '칼륨 이온은 생물학적 과정을 가져옵니다. f '양이온 막횡단 수송의 긍정적 조절' 및 '칼륨 이온 수입' 생물학적 과정에 대한 핵심 농축 유전자를 반영하는 히트맵. 값은 평균±SD입니다. 통계적 유의성은 스튜던트 t-검정에 의해 평가되었습니다. ns 유의하지 않음,*p<><><>

노화 발달 END-MSC는 K 플러스 수준을 회복하는 능력을 향상시킵니다. 흥미롭게도 A549 노화에 대해 유사한 경향을 밝힐 수 없었으므로 A549는 노화 진행 동안 K* 수입과 관련된 특정 기능을 획득하지 못한 것으로 보입니다. 문헌 데이터에 따르면, 스트레스로 인한 세포 내 K*의 감소와 그 수준을 회복할 수 없는 것은 카스파제와 뉴클레아제의 활성화를 선호하므로 세포자멸사 촉진 인자로 제안됩니다[46].

이 제안에 따라 위의 RNA-seq 데이터 세트에 대한 생물정보학 분석을 사용하여 A549 및 IMR-90과 비교하여 END-MSC의 노화 동안 세포자멸사와 관련된 과정의 유의한 하향조절을 밝혀냈습니다(그림 1a). . 더욱이, A549와 IMR{6}}의 노화는 BAD, BAX, BOK, BAK{9}} 및 NOXA를 포함한 pro-apoptotic 유전자의 상당한 상향 조절을 특징으로 합니다(그림 11b). 이러한 데이터는 END-MSC가 노화 동안 세포자멸사 저항성 표현형을 획득하는 반면, 노화 IMR{13}} 및 A549는 세포자멸사 경향이 있음을 나타냅니다(그림 11b). 이 관찰을 강화하기 위해 위에서 표시된 대로 노화 동안 ouabain-저항을 보존하는 제어 및 복제 노화 AD-MSC에 대한 마이크로어레이 데이터 세트를 추가로 분석했습니다(그림 4g). 세포 사멸 관련 유전자의 발현 수준을 분석 할 때 노화 END-MSC와 유사한 노화 AD-MSC의 뚜렷한 세포 사멸 저항성 표현형을 관찰했습니다 (보충 그림 S8a, b).

전사체 분석 결과를 확인하기 위해 RT-PCR에 의해 두 가지 유형의 노화 세포인 END-MSC 및 A549에서 세포자멸사 및 K 플러스 수입과 관련된 유전자의 발현 수준을 추정했습니다(보충 그림 S9). 또한 다른 ouabain 내성 및 ouabain 민감 세포 모델, doxorubicin 처리 노화 DP-MSC 및 etoposide 처리 노화 SK-Help를 각각 사용하여 동일한 유전자 목록의 발현을 분석했습니다(보충 그림 S9). 보충 그림 S9에서 볼 수 있듯이 두 가지 유형의 ouabain 내성 세포 노화 END-MSC 및 DP-MSC는 유사한 유전자 발현 패턴을 나타냈으며, 특히 K 플러스 복원에 참여하는 KCNJ2, SLC12A 및 WNK4는 상향 조절되었고, proapoptotic BAX는 하향 조절되었습니다. 항세포자멸사 MCL-I가 상향조절되었다. 더욱이, 동일한 유전자의 발현 패턴은 ouabain에 민감한 A549 및 SK-Hep1에서 관찰된 것과 달랐다. 이러한 결과는 우리의 전사체 데이터를 확인하고 다양한 세포 유형의 노화 동안 획득된 다양한 세포자멸사 프로파일에 관한 결론을 강화합니다.

우리는 다음으로 END-MSC와 A549의 노화 동안 세포자멸사 배경에서 관찰된 구별이 노화 세포의 전반적인 스트레스 저항성에 영향을 미칠 수 있는지 여부를 테스트했습니다. 그렇게 하기 위해, 우리는 일반적으로 세포자멸사를 유도하기 위해 적용되는 산화 스트레스와 스타우로스포린에 대한 세포 생존력을 평가했습니다. 실제로, 노화 END-MSC는 대조군에 비해 두 스트레스 모두에 훨씬 더 내성이 있는 것으로 밝혀졌습니다(그림 1c). 반대로 A549 세포는 노화 세포가 스트레스 유발 세포 사멸에 더 민감한 경향을 나타내기 때문에 그 반대의 상황을 보여주었습니다(그림 11d). 이 관찰은 향상된 사멸 저항이 모든 종류의 노화 세포의 공통된 특징이라는 기존의 패러다임을 바꾸어 명백한 세포 특이성을 보여줍니다.

위의 데이터를 기반으로 우리는 노화 END-MSC의 세포자멸사 "방어"를 줄이는 것이 추가 분석에 유리한 조건을 만들어야 한다고 가정했습니다. 이와 관련하여, 우리는 BCL-2 계열 단백질의 잘 알려진 항세포사멸 구성원인 MCL-1에 초점을 맞추었습니다. 그 발현이 세포사멸 저항성 노화 END-MSC에서 상향 조절되었기 때문입니다(그림 1b 및 보충 그림 1b). S9a). 이를 위해 대조군과 노화된 END-MSC를 A-1210477특정 MCL{10}} 억제제로 전처리한 다음 심장 배당체를 적용하여 분석을 유도했습니다. 참고로 A{11}} 자체는 성장 곡선에 표시된 대로 대조군 세포의 증식 능력과 노화 세포의 생존력에 영향을 미치지 않았습니다(그림 1le). 심장 배당체의 후속 적용은 생존 세포의 수를 감소시켰지만 그 효과는 노화된 ESC에서 더 두드러졌습니다(그림 11f). 따라서 A{16}}로 MCL{15}}을 억제하면 노화 ESC가 분석을 나타내는 ouabain에 의해 유발된 죽음을 향하는 경향이 있습니다. 심장 배당체에 의해 촉발되는 효과적인 분석을 위한 내재적 장벽인 END-MSC 노화 동안 획득된 세포자멸사 저항성에 대한 후자의 증거.

논의

현재 연구 내에서 우리는 hMSC에 대한 심장 배당체, 즉 ouabain 및 bufalin의 세놀리틱 효과를 테스트했습니다. 두 화합물 모두 1차 세포 IMR-90, HUVEC, ARPE-19, T/ C-28 및 암세포 SK-Help,A549,SK-Mel-5,MCF7,HCT116, HaCat,H1299,U{13}}MG,H1755[25,26].예기치 않게 우리는 대조군과 비교하여 노화 END-MSC에 대한 ouabain이나 bufalin의 우선적인 세포 독성 효과를 나타낼 수 없었습니다. 중요한 것은 지방 조직, 치수 및 Warton jelly에서 얻은 hMSC와 다양한 노화 모델을 사용하여 분석의 부재를 확인했다는 것입니다. 후자는 심장 배당체 유도 분석에 대한 내성이 hMSC의 일반적인 특징일 수 있다는 제안으로 이어졌습니다. 동시에 senescent A549와 SK-Help에서 apoptosis를 우선적으로 유도하여 관련 논문[25,26]에 설명된 강심배당체의 세놀리틱 효과를 재현할 수 있었습니다. ouabain 유도 분석(ouabain-resistant/ouabain-sensitive)에 내성이 있고 민감한 세포를 사용하여 이 차이의 근본적인 원인을 밝히려고 했습니다. 심장 배당체 작용의 일반적인 분자 메커니즘은 Nat/K와 -ATPase에 결합하여 그 활성을 차단하는 것입니다. ATP를 가수분해함으로써 이 효소는 Na 플러스를 세포 밖으로 펌핑하고 K 플러스를 세포 내로 가져와서 세포 생존 및 기능에 필수적인 생리학적 전기화학적 구배, 이온 항상성, 세포 pH 및 세포 부피를 유지합니다. 따라서, 우리는 ouabain의 세놀리틱 능력이 처리된 세포에서 K 플러스 /Nat 불균형의 심각성에 의존할 수 있다고 추측했습니다. 이 제안에 따라, 우리는 ouabain이 ouabain에 민감한 노화 A549에서 원형질막의 더 뚜렷한 탈분극과 MMP 감소를 유도한다는 것을 밝혀냈습니다.

일반적으로 말해서, 세포 생존에 대한 Nat/K + -ATPase 억제의 영향은 세포 유형 특이적인 것으로 나타났습니다. 예를 들어, ouabain은 림프구, Jurkat 세포 및 송곳니 상피 세포에서 아폽토시스를 강화하는 것으로 나타났지만 유사한 조절에도 불구하고 랫트 대동맥, 랫트 대뇌 과립 세포 및 돼지 신장 근위 세뇨관 LLC-PK1 림프구의 상피 세포에서는 사멸을 유도하지 못했습니다 양이온 비율 [48-54]. proapoptotic ouabain 작용의 제안된 메커니즘 중 하나는 apoptotic 수축, caspase의 활성화 및 apoptotic programming의 시작을 선호하는 세포 내 고갈입니다 [46, 47]. ouabain 내성 및 ouabain 민감 모델에서 얻은 유사한 K 플러스 손실이지만 사망 유도에 대한 반대 효과를 고려하여 양이온 보상 시스템의 차이를 제안했습니다. 세포내 K 플러스 수준의 감소는 본질적으로 이 양이온의 결핍을 보상하기 위해 세포외 공간으로부터의 K 플러스 수입의 활성화로 이어져야 합니다. 따라서 K 플러스 복원의 효과는 ouabain 치료 시 세포자멸사 소인의 기초가 될 수 있습니다. 이 제안을 테스트하기 위해 우리는 ouabain 내성 세포(END-MSC)와 ouabain 민감 세포(A549 및 IMR{13}})의 노화 동안 전사체 서명의 변경을 비교하는 복잡한 생물정보학 분석을 적용했습니다. 우리는 END-MSC의 노화 동안 칼륨 이온 수입과 관련된 과정의 강력한 상향 조절을 관찰한 반면, oua-bain에 민감한 A549 및 IMR{18}}의 노화 동안 이러한 과정은 변하지 않거나 심지어 감소했습니다. 이를 기반으로 우리는 노화 END-MSC가 세포자멸사 유도를 방지하는 활성 양이온 수입 시스템을 통해 ouabain 유도 K 플러스 고갈에 효과적으로 대처할 수 있다고 추측할 수 있습니다. 반대로, 우리 베인에 민감한 노화 A549와 IMR{24}}은 K 플러스 손실을 극복할 수 없는 것으로 보이며 따라서 세포자멸사 경향이 있습니다. 이러한 가정에 찬성하여 ouabain은 노화된 A549 세포는 죽어가는 세포에 전형적인 뚜렷한 이온 불균형을 보여줍니다.

ouabain에 의해 유도된 apoptosis의 독특한 특징이라기 보다는, 세포내 K와 함량의 한 방울은 아마도 staurosporine 치료 및 산화적 스트레스와 같은 다양한 스트레스에 의해 유발되는 apoptotic 죽음의 일반적인 특징일 것입니다[46]. 따라서 노화 A549가 세포질 K 플러스를 회복하는 능력의 감소는 궁극적으로 전반적인 스트레스 저항의 감소로 이어질 것입니다. 그러나 이러한 개념은 노화 세포가 세포자멸사에 대한 저항성이 높다는 현대의 세포 노화 정의와 모순됩니다[16]. 강화된 세포자멸사 저항성이 분석 개발의 기초를 형성했다는 점을 특히 강조해야 합니다[16, 17].

노화 세포의 스트레스 저항성 증가에 대한 첫 번째 언급은 복제 노화 섬유아세포가 대조군에 비해 혈청 철수에 대한 저항성이 더 높은 것으로 밝혀진 1995년으로 거슬러 올라갑니다[55]. 이 초기 연구는 노화 세포가 증식하는 세포보다 자외선, 스타우로스포린, 탑시가르긴 및 기타 스트레스에 더 내성이 있음을 나타내는 제한된 수의 조사로 이어졌습니다[56, 57]. 그러나 우리는 노화 세포의 일반적인 특징으로 향상된 세포 사멸 저항성에 대한 질문을 처음 제기하는 것은 아닙니다. 따라서 2003년에 발표된 리뷰에서 "... 세포자멸사 저항성은 노화 세포의 일반적인 특징이 아니며, 세포 유형 및 세포자멸사 자극에 따라 세포자멸사 경향이 있을 수도 있습니다..."[58]라고 보고되었습니다. 실제로, 몇몇 데이터는 대조군 세포보다 스트레스 유발 세포자멸사에 대한 노화 세포의 더 높은 민감성을 입증했습니다[59-61]. 예를 들어, 노화된 HUVEC는 대조군 세포에 비해 산화된 LDL 또는 TNFa에 의해 유도된 세포자멸사에 더 취약했습니다[61]. 명백한 논란에도 불구하고 마지막 의문점이 2015년에 나타났고 다음과 같이 들렸다. "전반적인 세포자멸사 저항성이 노화 세포의 일반적인 특징인지 의심스럽다"[62]. 같은 해에 분석을 밝혀낸 첫 번째 연구가 발표되었다[16 ]. 이 연구에서 저자들은 세포자멸사에 대한 저항력을 높이는 데 기여하는 노화 세포에서 생존을 위한 유전자 네트워크의 발현 증가를 강조했습니다. 따라서 초기에 세놀리틱스는 노화 세포를 세포 사멸로부터 보호하는 단백질을 표적으로 하는 약물을 나타냈습니다. INK-ATTAC 형질전환 마우스를 사용한 노화 세포 제거의 인상적인 결과와 함께 분석의 발견은 용혈 활성을 갖는 새로운 화합물을 검색하는 연구의 폭주를 촉발했습니다[{17}},63]. 지난 2년 동안 분석에 대한 많은 리뷰가 게시되었습니다[13-15,64-66]. 그러나 2015년 이후 노화 세포의 세포자멸사 저항성 강화는 논쟁의 여지가 없었지만 실제로 이러한 연구에서는 테스트되지 않았습니다.

흥미롭게도 ouabain 내성 세포(END-MSC)와 ouabain 민감 세포(A549 및 IMR-90)의 전사체 시그니처를 비교할 때 END-MSC의 노화만이 눈에 띄는 항 세포 사멸 프로파일. 반대로 A549와 IMR-90의 노화는 BAD, BAX, BOK, BAK{12}}, NOXA 등을 포함하는 pro-apoptotic 유전자의 상당한 상향 조절이 특징입니다. 중요하게도, 이러한 결과는 다른 ouabatin 내성 세포 DP-MSC를 사용하여 확장되었습니다. 한편으로 이러한 결과는 hMSC에서 ouabain 유도 분석이 없는 것에 대한 추가적인 분자 설명을 제공하고 다른 한편으로는 A459와 IMR{17}}이 노화 동안 세포자멸사에 걸리기 쉽다는 것을 분명히 보여줍니다. 참고로, 노화 IMR에서 세포자멸사와 관련된 유전자의 전사체 변경에 관한 데이터는{18}} Guerrero et al.이 발표한 논문에서 제어 및 노화 IMR에 대한 데이터세트로 제시되었지만 논의되지 않은 결과와 일치했습니다. {19}} 세포는 이 연구에서 유래했습니다[25]. 이 연구에서 제공된 히트맵의 정확한 분석은 대조군 세포와 비교하여 노화 IMR-90에서 BAX, BAD, BAD, BAKI 및 NOXA의 상향 조절을 보여주었습니다. 또한 Baar et al. 또한 노화 IMR-90에서 proapoptotic의 "예기치 않은" 상향 조절과 antiapoptotic 유전자의 하향 조절을 밝혔으며 노화 IMR-90이 apoptosis를 겪도록 준비되어야 한다고 언급했습니다[21].

우리의 관찰을 강화하기 위해, 우리는 대조군 및 노화 END-MSC 및 A459의 저항성을 가장 흔한 세포자멸사 유도 자극 산화 스트레스 및 스타우로스포린과 비교했습니다. 우리의 생물정보학 분석 결과에 따르면, 노화된 END-MSC는 대조군 세포보다 훨씬 더 스트레스 저항성이 있는 것으로 밝혀졌습니다. 동시에 노화된 A549는 두 가지 유형의 스트레스 자극에 대해 대조 세포보다 약간 더 민감한 반대 반응을 보여주었습니다. 따라서, 적어도 A549에 대한 심장 배당체의 세놀리틱 작용은 대조군에 비해 이 기원의 노화 세포가 아폽토시스에 대한 소인에 의해 매개될 수 있는 반면, hMSC에서 ouabain-유도된 세놀리시스의 부재는 이들 세포의 노화 동안 전반적인 세포자멸사 저항. 더욱이, MCL-1 억제에 의한 "항아폽토시스 방어"의 약화는 END-MSC가 심장 배당체에 의해 유도된 senolysis에 걸리기 쉽게 했습니다. MCL{12}}을 억제하여 END-MSC의 원하는 senolysis를 달성할 수 있었지만, 노화 hMSC가 senolysis에 걸리기 쉬운 구체적인 항-세포자멸사 유전자의 발현을 조절하는 전략은 그다지 유망한 것으로 보이지 않습니다. 구체적인 anti- 또는 pro-apoptotic 유전자의 역학은 다양한 기원의 세포마다 다를 수 있습니다. 우리는 구체적인 anti- 또는 pro-apoptotic 유전자의 변경보다 세포 노화 동안 소위 "anti-apoptotic"프로파일의 획득이 ouabain 저항에 대한 책임이 있다고 믿습니다. 이와 관련하여 전체 프로파일을 전환 할 가능성이 더 합리적으로 보입니다.

hMSC의 노화 동안 획득한 세포자멸사 저항성을 효과적인 분석을 위한 고유 장벽으로 강조하는 우리의 결론은 심장 배당체를 훨씬 넘어서 확장될 수 있습니다. 특히, 노화 hMSC는 다른 세놀리틱 화합물에 내성이 있는 것으로 밝혀졌습니다. 실제로 기존 증거를 분석하여 navitoclax, nicotinamide riboside, danazol geldanamycin, ganetespib, fisetin, BCL-XL 억제제, quercetin, etomoxir, antimycin A, FOXO{2}}DRI를 포함하여 명시된 세놀리틱 활성을 가진 다양한 화합물을 발견했습니다. ,17-DMAG는 노화된 인간 지방전구세포(인간 지방 조직에서 유래한 섬유아세포 유사 전구체 세포) 및 골수에서 hMSC를 표적으로 제거하는 데 효과가 없는 것으로 나타났습니다[17-19, 36, 40]. hMSC의 분석 부재에 관한 데이터는 생체 내 마우스 모델을 사용하여 얻은 고무적인 결과와 다소 모순되며, 분석을 체계적으로 적용할 때 긍정적인 결과를 보여줍니다[37, 38]. 예를 들어, ABT263을 이용한 노화 타액선 줄기세포의 제거는 방사선 치료로 인한 구강건조증을 예방할 수 있음을 보여주었다[38]. 또한 케르세틴에 의한 노화 골수 MSC의 제거는 골수 형성을 개선했습니다[37]. 중요하게도, hMSC와 달리 노화 마우스 및 쥐 MSC는 분석에 반응하는 것으로 나타났습니다. 예를 들어, 케르세틴, 케르세틴-틴+다사티닙, ABT263은 노화된 쥐 MSC를 유의하게 제거했습니다[16]. 또한 17-DMAG는 프로제로이드 마우스 모델에서 노화 bmMSC를 크게 감소시키는 것으로 나타났습니다[19]. 따라서 이러한 연구에서 설명하는 다양한 기관 및 시스템 기능의 개선은 노화 마우스 줄기 세포의 표적 제거의 결과로 추측됩니다. 그러나 이러한 분석은 아직 hMSC의 기능적 회춘을 보여주지 못했습니다. 분석에 대한 마우스와 인간 MSC의 반응성 사이의 이러한 명백한 구별은 세놀리틱 요법의 개선이 종 전체에 걸쳐 보존되지 않을 수 있음을 시사합니다. 세놀리틱 화합물 UBX0101에 대해 얻은 결과는 마지막 진술을 확인하는 좋은 예시로 간주될 수 있습니다. 이 약제는 골관절염 마우스 모델에서 노화 세포를 제거하는 것으로 나타났으며, 이는 통증을 현저히 감소시키고 손상된 연골의 복구를 촉진했습니다[20]. 불행히도 UBX0101은 2상 임상 시험[{25}}] 동안 중등도의 통증성 골관절염 환자의 질병 진행과 통증을 약화시키는 데 실패했습니다. 세놀리틱 조합 dasatinib + querce-tin[68]에 대해서도 비슷한 우려가 제기됩니다.

요약하면 얻은 데이터에서 두 가지 중요한 결론이 나옵니다. 전자는 심장 배당체가 노화 hMSC를 제거할 수 없음을 입증했습니다. 분석의 부재는 노화된 hMSC에서 효과적인 K 플러스 세포 유입 및 증가된 세포자멸사 저항성에 의해 매개될 수 있습니다. 후자는 더 근본적이며 노화 동안 일부 세포는 '아폽토시스 저항성' 표현형을 획득하지만 다른 세포는 그렇지 않기 때문에 세포자멸사 저항성이 노화 세포의 일반적인 특징이 아님을 보여줍니다. 중요하게도, 세포자멸사 경향이 있는 노화 A549 세포만이 심장 배당체에 의해 효과적으로 제거될 수 있습니다. 이를 바탕으로 우리는 다른 세놀리틱 접근법의 효과가 노화 세포가 증식하는 세포에 비해 실제로 세포자멸사 저항성이 있는지 여부에 달려 있다고 추측할 수 있습니다. 마지막으로 '분석'이 화두이고 많은 영감을 주는 데이터가 발표되고 있지만 세포 노화의 이질성이 여전히 '퍼즐'로 남아 있기 때문에 분석의 효율성에 대한 결론은 신중하게 내려야 합니다.

이 문서는 Cellular and Molecular Life Sciences(2021) 78:7757–7776 https://doi.org/10.1007/s00018-021-03980-x에서 발췌했습니다.