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在”當細胞被攻擊了,細胞會老化嗎?

這篇文章中,主要以”細胞”的角度在陳述,老化對於細胞會有甚麼影響。

 

這次的主題,以”生物體”的角度,來描述"個體成長過程中,於各個階段不同生理狀態下所引起的衰老作用!!

 


生物體個階段引起的衰老作用

先來看看有在生物體成長的過程~
分成不同時期所誘發的老化及不同的結果!!
如圖A,可以依照不同顏色的框來看~

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圖A. 衰老細胞形成的路徑

首先簡單分成
(1)發育時期 (Development)
(2)成年時期 (Adult)

在依照不同原因所誘發的衰老特性,再分成3種衰老特性

各別為:

  1. 胚胎時期的細胞衰老 (綠框)

PTEN下降,會活化下游p21蛋白質的作用,使細胞週期停滯,
之後細胞變成衰老相關的分泌型態 (SASP),
最後變成急性衰老的細胞 (暗紅框),
可以快速地被免疫細胞 (如: 巨噬細胞)清除。

 

  1. 急性衰老的細胞 (橘框)

急性衰老在胚胎發育及成熟甚至到成人時期都有可能產生!!

依照誘因不同,再分成:
由胎盤、傷口、致癌基因或失去PTEN所誘發的急性衰老,會使DNA損傷,
誘發DNA修復機制啟動並p53活化,進行DNA修復或細胞週期停滯,
之後也會產生急性衰老的細胞 (暗紅框),可以快速地被免疫細胞 (如: 巨噬細胞)清除。

 

  1. 慢性衰老的細胞 (粉紅框)

慢性衰老主要是"個體成熟也就是成人後,生理狀態會逐漸走向衰老的方向!!

 

圖A中的原因會誘發p53活化,使細胞週期停滯,之後則會產生慢性衰老的細胞 (紫框)
另外,急性衰老的細胞也可以利用持續性的發炎狀態、影響p53的作用並降低免疫細胞的清除作用
而轉變成慢性衰老的細胞,這些慢性衰老的細胞不易被清除或自己死亡,最後可能會造成癌變。

 

知識補給站

什麼是PTEN?

PTEN基因全名是Phosphatase and tensin homolog,體內幾乎所有組織都含有PTEN,為一種抑癌基因,
可透過抑制細胞生長或分裂,進而調控細胞週期的運行。
此外,PTEN基因突變常發生於許多末期癌症,如: 前列腺癌、乳腺癌、結腸癌和腦癌。

 

由此可知,慢性衰老會對人體的健康產生不良的影響!!


不同生理狀態下所引起的衰老作用

針對在成人時期,所會誘發慢性衰老的3種狀態!!
(如圖B)

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圖B. 成年人慢性衰老的類型

  1. 正常衰老

隨著時間的推移,在細胞內產生各式各樣的壓力 (誘因),
使各種組織中持續累積衰老細胞,使人體產生系統性且適度的衰老作用的衰老,
最終導致組織器官功能障礙,進而器官衰竭,最後個體死亡。

  1. 疾病誘發的衰老

顧名思義,就是”疾病”所引起的!!
在圖B,主要舉例的是由抽菸所引起的疾病: 慢性阻塞性肺疾病 (COPD),
這是由於捲菸中存在的化合物,會引起DNA損傷及對氣道上皮細胞的損害,導致持續進行細胞修復,使端粒縮短,
這種情況下,大部分的損傷集中在肺部,因此,大多數因吸煙所產生的衰老細胞集中在肺臟。
因此,疾病相關的衰老會集中在一個或幾個主要器官導致慢性疾病衰老。

  1. 治療所誘發的衰老

治療誘導的衰老是由於醫療干預引起的壓力因素所導致的結果,有可能是治療結果或副作用所引起的。
在圖B以化療及腎臟移植做舉例。

  • 化療

化療藥物除了會攻擊腫瘤細胞外,也會攻擊正常組織器官,造成全身性的細胞DNA損害,
持續性的進行細胞修復,會縮短端粒的長度,
此外,在化療藥物治療期間,也會影響免疫系統的功能,最終加速人體衰老。

  • 在腎臟移植

進行手術時,會進行缺血再灌注的動作,會使細胞受到強烈的氧化損傷,致使DNA損傷,
人體接受手術後,身體需進行細胞修復,也會使細胞端粒縮短,
而於移植期間所服用來抑制免疫系統作用的藥物,也會影響免疫系統的作用,所以最後也會加速人體衰老。


有什麼方法可以清除衰老細胞或改變衰老細胞對正常細胞的影響?

在這篇文獻中,簡單分成2種針對衰老細胞的”治療”方式(如圖C)

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圖C. 防止衰老的治療方式

  1. 阻斷衰老相關的分泌型態 (Senescence Associated Secretory Phenotype, SASP)

阻斷NF-kb、p38/MAPK或IL-1α可以抑制SASP,缺點是需要連續治療且可能破壞發炎的過程。

 

  1. 誘導衰老細胞死亡

再分成”標靶藥物”及”免疫系統介導清除”的方式:

優點是可以永久性去除SASP來源,不用持續性治療 (間歇性治療),也可以消除可能是腫瘤的衰老細胞,從而降低癌症的風險。

  • 標靶藥物: 針對細胞生存途徑及細胞凋亡途徑的藥物,來誘發衰老細胞死亡。
  • 免疫系統介導清除: 透過重新編程的具有細胞毒殺功能的T細胞或NK細胞來專一性的徹底殺死衰老細胞,或是以”抗體”專一性的辨識衰老細胞予以毒殺。

 

“預防”措施的部分,可以應用於日常生活中

包括健康飲食、運動和避免高壓生活壓力。

 

 

參考資料:

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