溶酶体是维持细胞稳态的关键细胞器。它们含有多种水解酶,能够分解蛋白质、脂质、碳水化合物和核酸(Xu和Ren,2015)。这种降解功能不仅对细胞成分的回收至关重要,还能清除受损的细胞器,从而调节细胞更新(Perera和Zoncu,2016)。溶酶体在自噬过程中起核心作用,自噬是细胞适应压力、营养缺乏和损伤的关键机制,通过回收自身成分来实现(Yang和Wang,2021)。通过这一动态过程,溶酶体在合成与降解之间保持微妙的平衡,确保细胞健康、能量稳态,并防止包括神经退行性疾病在内的各种疾病(Bonam等人,2019;Braulke等人,2024)。因此,溶酶体既是细胞内的“清洁工”,也是“调节器”,对细胞完整性和疾病预防至关重要。
衰老伴随着多种细胞器功能的退化,包括溶酶体(Tan和Finkel,2023)。老化溶酶体的功能退化由多种因素引起,如酸度丧失、水解酶活性降低以及数量减少(Tan和Finkel,2023)。这些因素共同导致溶酶体降解能力下降。这种功能障碍会导致错误折叠蛋白质和受损细胞器的积累,最终引发其他关键细胞器的失调和整体细胞功能的紊乱(Wang等人,2009)。此外,作为关键的信号中心,溶酶体功能障碍会损害重要调节分子(如溶酶体定位的mTOR,哺乳动物雷帕霉素靶蛋白)的活性(Cui等人,2025;Puertollano,2014)。这种损害是溶酶体在衰老过程中导致细胞稳态丧失的另一个重要机制。因此,衰老过程中的溶酶体功能障碍会促进与年龄相关的疾病的发生和发展,并对寿命产生不利影响(Li等人,2021;Tan和Finkel,2023)。相反,改善溶酶体功能或相关过程(如自噬)可以有效缓解与年龄相关的病理变化并延长模型生物的寿命(Zoncu等人,2011;Chin等人,2014;Nakamura和Yoshimori,2018)。这些发现强调了维持溶酶体功能对促进健康衰老的重要性。
尽管溶酶体功能已被广泛研究,但其衰老过程中的形态变化的重要性仍不完全清楚。新的证据表明,溶酶体形态是决定其功能能力和细胞稳态的关键因素。最近的研究进一步表明溶酶体形态动态与衰老机制之间存在直接联系。因此,本综述系统地讨论了溶酶体形态、其在衰老过程中的调控机制及其在相关病理中的作用。我们综合现有证据,提出形态改变不仅是衰老的标志,也是溶酶体和细胞退化的关键调节因素。通过讨论这些机制,我们旨在为未来关于溶酶体衰老的研究奠定概念基础,并确定针对溶酶体形态以缓解衰老相关溶酶体功能下降的潜在治疗策略。