前言

細(xì)胞衰老是對(duì)潛在致癌刺激的反應(yīng)，包括基因組損傷、強(qiáng)有絲分裂信號(hào)、致癌基因的激活、腫瘤抑制蛋白的異位表達(dá)和氧化應(yīng)激。不同刺激誘導(dǎo)的衰老細(xì)胞（SNCs）具有一些共同特征：如細(xì)胞周期停滯、形態(tài)扁平化、細(xì)胞凋亡抵抗、異染色質(zhì)變化、層粘連蛋白B1（LMNB1）缺失、CDK抑制蛋白的表達(dá)升高、衰老相關(guān)的β-半乳糖苷酶（SA-β-Gal）活性升高以及衰老相關(guān)分泌表型（SASP）的積累。

細(xì)胞衰老是一種公認(rèn)的抗腫瘤反應(yīng)，與化療和放療相比，治療誘導(dǎo)衰老（TIS）已被證明是一種更安全的治療策略。然而，衰老與腫瘤之間的關(guān)系非常復(fù)雜，越來越多的證據(jù)表明，盡管衰老在疾病早期有利于抑制腫瘤的發(fā)生，但衰老腫瘤細(xì)胞的長(zhǎng)期存在往往會(huì)誘導(dǎo)腫瘤的發(fā)生、轉(zhuǎn)移和復(fù)發(fā)。此外，衰老是一種不可逆的細(xì)胞周期停滯，腫瘤細(xì)胞的衰老逃逸是抗腫瘤治療失敗和腫瘤復(fù)發(fā)的重要原因。鑒于SNCs在促進(jìn)腫瘤發(fā)展中的作用，及時(shí)清除SNCs在抗腫瘤治療中至關(guān)重要。目前針對(duì)SNCs的療法已經(jīng)在開發(fā)中，這種方法的出現(xiàn)為抗腫瘤治療，特別是衰老誘導(dǎo)治療帶來了新的機(jī)會(huì)。

細(xì)胞衰老對(duì)癌癥發(fā)展的影響

大量研究表明，體內(nèi)放療和化療都能輕易觸發(fā)癌癥細(xì)胞的衰老反應(yīng)。衰老對(duì)腫瘤的發(fā)展是一把雙刃劍：一方面，衰老的腫瘤細(xì)胞阻礙其增殖并分泌SASP，SASP可以將免疫細(xì)胞募集到腫瘤微環(huán)境（TME）中，由于其促炎性質(zhì)而增強(qiáng)對(duì)腫瘤細(xì)胞生長(zhǎng)的抑制作用。另一方面，SNC產(chǎn)生的頻率隨著年齡的增長(zhǎng)而增加，而免疫系統(tǒng)的功能顯著下降，尤其是適應(yīng)性免疫，導(dǎo)致SNC無法及時(shí)清理。因此，它們?cè)谒ダ系膫�(gè)體中積累，導(dǎo)致更高的概率患上與年齡相關(guān)的疾病和腫瘤。

SNCs分泌的SASP是SNCs促進(jìn)腫瘤發(fā)展的主要原因，基質(zhì)金屬蛋白酶（MMPs）和IL-6等也參與其中。基質(zhì)金屬蛋白酶可以處理和降解細(xì)胞外基質(zhì)（ECM），釋放支持腫瘤生長(zhǎng)的細(xì)胞因子。衰老成纖維細(xì)胞可以有效促進(jìn)乳腺癌細(xì)胞的上皮-間充質(zhì)轉(zhuǎn)化（EMT）。此外，MMPs也參與免疫抑制環(huán)境，SNCs中高水平的MMPs可以通過切割NK細(xì)胞上的NKG2D來支持腫瘤細(xì)胞，使其能夠逃避免疫監(jiān)測(cè)。此外，衰老內(nèi)皮細(xì)胞產(chǎn)生的IL-6還抑制CD8+T細(xì)胞的免疫監(jiān)測(cè)功能并促進(jìn)髓源性抑制細(xì)胞（MDSCs）的募集。總之，這些結(jié)果表明，長(zhǎng)期SNCs通過增強(qiáng)腫瘤侵襲、生長(zhǎng)和免疫逃避，嚴(yán)重?fù)p害了藥物療效。

衰老細(xì)胞逃逸：治療失敗的幫兇

雖然SASP具有促進(jìn)腫瘤發(fā)展的作用，但衰老逃逸可能是癌癥治療失敗、腫瘤復(fù)發(fā)甚至人類癌癥起源的關(guān)鍵原因。衰老的腫瘤細(xì)胞可以暫時(shí)進(jìn)入休眠狀態(tài)，鑒于大多數(shù)癌癥治療都以惡性增殖的腫瘤細(xì)胞為目標(biāo)，衰老的腫瘤細(xì)胞在受到不同條件刺激時(shí)可以暫時(shí)逃避治療并重新進(jìn)入細(xì)胞周期。經(jīng)歷衰老逃逸的腫瘤細(xì)胞往往更具攻擊性、干性和耐藥性。

衰老逃逸的分子機(jī)制

SNC逃避衰老的機(jī)制多種多樣，受細(xì)胞類型、組織來源、衰老誘導(dǎo)模式等影響，這充分反映了SNC的異質(zhì)性。

目前對(duì)衰老逃逸分子機(jī)制的研究主要集中在表觀遺傳學(xué)上。腫瘤抑制因子，如視網(wǎng)膜母細(xì)胞瘤（RB）和早幼粒細(xì)胞白血病（PML）蛋白通過抑制幾個(gè)轉(zhuǎn)錄因子E2F靶基因的表達(dá)來控制成纖維細(xì)胞衰老的可逆性，這些基因是重新進(jìn)入細(xì)胞周期所必需的。E2F靶基因的長(zhǎng)期抑制需要組蛋白H3在賴氨酸9（H3K9me3）的甲基化。通過組蛋白去甲基化酶如LSD1和JMJD2C消除甲基化修飾，或H3K9組蛋白甲基轉(zhuǎn)移酶失活，可以逆轉(zhuǎn)RAS/BRAF癌基因誘導(dǎo)的衰老黑色素細(xì)胞和治療誘導(dǎo)的衰老淋巴瘤細(xì)胞的生長(zhǎng)停滯。SETD1A是一種H3K4甲基轉(zhuǎn)移酶，對(duì)維持有絲分裂和增殖至關(guān)重要。SETD1A的重新校準(zhǔn)釋放了S期激酶相關(guān)蛋白2（SKP2）的轉(zhuǎn)錄抑制，該蛋白降解p27和p21，從而觸發(fā)衰老逃避。

p21對(duì)維持衰老表型至關(guān)重要。在致癌誘導(dǎo)的衰老大腸癌細(xì)胞中，p21WAF1失活導(dǎo)致細(xì)胞周期調(diào)節(jié)因子PLK1和CDC25的重新表達(dá)，恢復(fù)衰老腫瘤細(xì)胞的增殖能力。這些逃避衰老的惡性細(xì)胞依賴BCL-XL/MCL1信號(hào)通路生存，使其成為衰老的靶點(diǎn)。p21的下調(diào)還導(dǎo)致Myc的表達(dá)增加，然后Myc與CD47啟動(dòng)子結(jié)合以抑制其表達(dá)，CD47是血小板反應(yīng)蛋白1（TSP1）的受體。在三陰性乳腺癌癥中，SNC產(chǎn)生的TSP1可以防止衰老逃逸。此外，在經(jīng)歷衰老逃避的腫瘤細(xì)胞中，TSP1和CD47水平降低。

另一項(xiàng)研究分析了SNCs衰老逃避代謝依賴的機(jī)制。谷氨酰胺耗竭被發(fā)現(xiàn)可以抑制大多數(shù)細(xì)胞系從治療誘導(dǎo)的衰老中逃逸。此外，還有其他蛋白，如OLFM4和AGR2，也在衰老腫瘤的逃逸中起作用。

衰老逃逸的細(xì)胞形態(tài)

多倍體和衰老細(xì)胞之間有很多相似之處：兩者都是由DNA損傷觸發(fā)的，都具有相同的調(diào)節(jié)途徑（p21、p53和Rb），更重要的是，兩者都能夠通過表達(dá)抗凋亡蛋白來抵抗細(xì)胞凋亡。盡管治療誘導(dǎo)的SNCs是異質(zhì)性和動(dòng)態(tài)的，但DNA損傷劑誘導(dǎo)的SNC的一個(gè)共同特征就是多倍體，這表明衰老和多倍體是密不可分的。

多倍體最初是阻止SNC進(jìn)一步擴(kuò)張的障礙。癌細(xì)胞可以經(jīng)歷有絲分裂滑移，導(dǎo)致細(xì)胞進(jìn)入G1期，但沒有完全完成有絲分裂和胞質(zhì)分裂，形成巨大的多倍體多核細(xì)胞。最終，這些巨大的癌細(xì)胞停止復(fù)制并積累成多倍體SNC，而沒有形成腫瘤的能力。

然而，多倍體細(xì)胞可以通過去多倍體化產(chǎn)生高度惡性的腫瘤細(xì)胞。研究表明，多倍體是有絲分裂活性細(xì)胞的來源，是腫瘤細(xì)胞逃避衰老的先決條件。這得到了多項(xiàng)研究的支持，例如阿霉素誘導(dǎo)的MCF-7乳腺癌細(xì)胞不形成多倍體，不能從衰老狀態(tài)中恢復(fù)。

那么，衰老的多倍體細(xì)胞是如何進(jìn)行分裂的呢？研究發(fā)現(xiàn)，SNCs在建立多倍體后，隨后進(jìn)行內(nèi)胚層復(fù)制、染色體重排和進(jìn)一步的無性分裂，以一種相當(dāng)混亂的方式分布遺傳物質(zhì)，包括基因重編程、表觀遺傳調(diào)控等。最終，那些配備了必要DNA以執(zhí)行其重要功能的后代將存活下來。經(jīng)過存活選擇后，存活的細(xì)胞通常更具攻擊性，對(duì)基因毒性處理更具抵抗力。

衰老細(xì)胞治療：一種協(xié)同抗腫瘤療法

衰老細(xì)胞治療是一種很有前途的針對(duì)SNCs的治療方法。研究相對(duì)較新，并且存在許多不明確的機(jī)制。衰老細(xì)胞療法主要包括senolytics和Senmorphics，它們都能發(fā)揮衰老抑制作用：Senolytics主要是選擇性清除衰老細(xì)胞；而Senomorphics則是防止衰老細(xì)胞的有害細(xì)胞外部效應(yīng)。

化療和放療通過不同的機(jī)制引起DNA損傷，并引發(fā)細(xì)胞衰老反應(yīng)。細(xì)胞衰老治療可以通過多種途徑誘導(dǎo)SNC死亡，有些還可以通過誘導(dǎo)癌癥細(xì)胞凋亡而發(fā)揮自身的抗腫瘤作用，從而提高治療效率并克服耐藥性。

Navitoclax（ABT263）是第一批通過有效激活凋亡途徑來清除SNC的衰老藥物之一。Navitoclax可以選擇性地清除衰老的黑色素瘤和癌細(xì)胞。當(dāng)與選擇性BRAF抑制劑vemurafenib聯(lián)合使用時(shí)，navitoclax通過干擾BCL-2家族蛋白的功能來中和vemurafinib的耐藥性。這擴(kuò)大了vemurafenib的應(yīng)用范圍，為治療BRAFV600E突變的癌癥提供了一種很有前景的方法。

利用嵌合抗原受體（CAR）-T細(xì)胞也可以去除衰老的腫瘤細(xì)胞，提高抗腫瘤治療的效率。尿激酶纖溶酶原激活物表面受體（uPAR）在SNCs表面大量表達(dá)，其在健康器官中不表達(dá)。實(shí)驗(yàn)觀察到，當(dāng)uPAR靶向CAR-T細(xì)胞用于治療小鼠模型中的肺腺癌時(shí)，CD4+和CD8+T細(xì)胞的浸潤(rùn)增加。衰老腫瘤細(xì)胞的數(shù)量顯著減少，肺腺癌小鼠的生存時(shí)間延長(zhǎng)。

此外，雷帕霉素可通過抑制mTOR影響衰老成纖維細(xì)胞分泌SASP，其可抑制衰老成纖維細(xì)胞刺激小鼠前列腺腫瘤生長(zhǎng)的能力。辛伐他汀是一種HMG-CoA還原酶抑制劑，通過抑制Rho家族GTP酶-Rac1和CDC42的活性來降低衰老成纖維纖維細(xì)胞中的SASP，并可阻礙衰老成纖維母細(xì)胞的促瘤作用。

除了抗腫瘤作用外，衰老細(xì)胞治療也可以減弱多種促纖維化和促炎因子的表達(dá)，以抵消放療和化療引起的毒副作用。Navitoclax已被證明可減少化療的副作用，如心臟功能障礙、骨髓抑制和疲勞，并可預(yù)防或延緩小鼠模型中的癌癥復(fù)發(fā)。達(dá)沙替尼和槲皮素是最著名的衰老藥，在用達(dá)沙替尼和槲皮素治療時(shí)，去除SNCs并誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞凋亡，以減輕DNA損傷并維持組織細(xì)胞的增殖能力，從而減輕輻射誘導(dǎo)的潰瘍。

小結(jié)

越來越多的研究表明，衰老細(xì)胞治療可以作為一種補(bǔ)充療法，在不影響當(dāng)前有效抗腫瘤治療的情況下，提高現(xiàn)有治療的療效，最大限度地減少毒副作用，克服耐藥性，抑制腫瘤復(fù)發(fā)，甚至重塑免疫微環(huán)境。盡管仍然存在各種挑戰(zhàn)，但隨著我們對(duì)衰老理解的提高，衰老細(xì)胞療法顯示出非常有前景的應(yīng)用，很可能在未來的臨床中造福更多患者。

參考文獻(xiàn)：

1.Senotherapies:A novel strategy for synergistic anti-tumor therapy. Drug Discov Today. 2022 Sep 14;27(11):103365

       原文標(biāo)題 : 癌癥與衰老細(xì)胞治療