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       老化是一個複雜的生理變化,時常伴隨著環境、遺傳、表觀遺傳等因素,使老化的現象不盡相同,而慢性發炎也是老化特徵之一。此篇發炎是指在無明顯感染的情況下,產生慢性、輕微的全身性發炎,且同時也作為老年人發病率及死亡率的指標。近期有越來越多的流行病學證明,輕度發炎與許多老化相關疾病有關 (Age-related disease, ARD),包括第二型糖尿病及糖尿病相關併發症 (如:心血管疾病),而第二型糖尿病病人的預期壽命與相同年齡的正常個體相比,大約縮短6年的時間。雖然已知慢性發炎為第二型糖尿病致病原因,但是詳細的分子機制仍是不清楚。

 

       研究第二型糖尿病與免疫的相關性,認為細胞衰老及衰老相關的分泌性蛋白 (Senescence-associated secretory phenotype, SASP) 有可能是目前最大的致病因素。雖然在常見的ARD患者中,衰老的關鍵機制尚未得到證實,但是已知生理老化、第二型糖尿病及相關併發症與氧化壓力 (Oxidative stress) 及內質網壓力(ER stress) 有關,而且細胞衰老及SASP是主要原因。由此實驗發現SASP促使內皮細胞功能異常導致老化現象,甚至罹患第二型糖尿病,由此可知,血管內皮細胞老化也扮演著重要角色。

 

       在細胞衰老中,SASP的特徵為活化促發炎反應轉錄並緩慢釋放不同因子 (如:NF-κB),促使ARD產生,其中主要調節老化機制包括NF-κB、mTOR、IL-1/NLRP3路徑。除了SASP活化發炎反應之外,會經不同外源和內源性刺激,如致癌基因活化、腫瘤抑制因子損失、DNA受損、放射、病毒感染、氧化壓力及高血糖等,誘導細胞週期停止的狀態以及持續性的促發炎反應。關於細胞週期停滯可參考【期刊導讀:DNA受損Checkpoint相關蛋白促進癌症生成】

 

       SASP會釋放多種分子,如IL-1 α/β、IL-6、IL-8、TGF-β及TNF-α…等,IL-1α主要為SASP的上游調節者;IL-1β及TGF-β負責衰老分子運輸;IL-6、IL-8為增強自分泌誘導衰老作用,而這些細胞因子可以藉由旁分泌 (Paracrine) 或自分泌 (Autocrine) 所誘導,再以旁觀者效應 (Bystander effect) 擴散至鄰近細胞。控制SASP因子是否分泌,大多是由免疫轉錄因子NF-κB、p38、JAK及其他MAP kinase所誘發。生物體內SASP是偵測衰老的重要指標,可以藉由偵測SAHF (Senescence-associated heterochromatin foci)、γ-H2AX foci、HP1γ、53BP1、H3K9me3及其他marker在不同壓力 (如:放射、高血糖、Oxidative stress及ER stress) 作用下是否有細胞衰老現象,並以此方法觀察這些現象之間的密切連結。

 

       如何減少DNA受損、內質網壓力…等不良反應,誘發細胞衰老呢?有許多研究針對延後細胞衰老、關閉SASP、調節SASP因子及選擇性移除或殺死衰老細胞,觀察是否可以改善細胞衰老現象。其中在選擇性標的及殺死衰老細胞的研究中,衰老marker則相當重要,需要藉由marker辨識是否為衰老細胞,避免損害正常健康的細胞。為了能夠準確地尋找到衰老marker,應用高效能組學技術如:基因組學、代謝組學及轉錄組學等,提高精準度。因此,經由研究證實,可以藉由準確的標示marker,抑制SASP及Senolytic agent可達到改善細胞衰老現象。

 

 

                                                                                                                                           Golden叔叔

參考文獻

1.Francesco Prattichizzo et.al. 2016. "Inflammaging" as a Druggable Target: A Senescence-Associated Secretory Phenotype—Centered View of Type 2 Diabetes. Oxidative Medicine and Cellular    Longevity. 

 

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