综述:利用细胞衰老治疗血液恶性肿瘤

时间:2026年3月19日
来源:Translational Oncology

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这篇综述系统地总结了细胞衰老在血液恶性肿瘤中的作用。文章阐述了衰老细胞的特征(如SASP、p16INK4a表达)、调控机制(p53/p21、mTOR等通路),及其在MDS、AML、淋巴瘤等多种疾病中的双重角色。重点讨论了通过化学诱导衰老(如CDK4/6抑制剂)或选择性清除衰老细胞(如BCL-2抑制剂Senolytics)来治疗血液肿瘤的新策略,为开发精准疗法提供了重要见解。

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细胞衰老是一种稳定的细胞周期停滞状态,通常由DNA损伤或癌基因激活诱导。它不仅是抑制肿瘤增殖的机制,也可能通过衰老相关分泌表型(SASP)等途径促进肿瘤进展,在癌症生物学中扮演着“双刃剑”的角色。
衰老细胞的特征
衰老细胞具有一系列显著特征。首先,在形态和结构上,细胞体积增大、变扁平且不规则,核膜内陷,核仁肥大,染色质重塑,端粒缩短,核结构稳定性降低。其次,细胞周期停滞是其决定性特征,主要由细胞周期蛋白依赖性激酶(CDK)抑制剂p21CIP1和p16INK4a的激活所介导,它们通过调控视网膜母细胞瘤蛋白(Rb)通路,使细胞停滞在G1期。第三,持续的DNA损伤反应(DDR)与衰老密切相关,DNA双链断裂会招募ATM激酶,并导致组蛋白H2AX在Ser139位点磷酸化(γ-H2AX)等事件。第四,SASP是衰老细胞分泌的复杂因子混合物,包括细胞因子、趋化因子、生长因子等,其主要调控通路涉及p38MAPK、mTOR、NF-κB和C/EBPβ。第五,衰老相关β-半乳糖苷酶(SA-β-gal)活性因溶酶体含量增加而升高,成为最广泛使用的衰老标志物。最后,衰老细胞表现出显著的代谢变化,如糖酵解、线粒体代谢和自噬增加,活性氧(ROS)和腺苷三磷酸(ATP)水平升高。
血液恶性肿瘤中细胞衰老的调控机制
细胞衰老在多种血液恶性肿瘤的发生发展中扮演重要角色,其调控涉及p53/p21、p16/Rb、mTOR、TGF-β和MAPK/NF-κB等信号通路网络。
在骨髓增生异常综合征(MDS)中,患者骨髓来源的间充质干细胞(BM-MSC)表现出衰老特征和高SASP因子(如IL-6、TNF-α)表达,这种衰老的微环境有利于白血病细胞生存,并损害正常造血。
在髓系白血病(ML)中,从MDS进展为急性髓系白血病(AML)的过程中,BM-MSC中IL-6等SASP因子的表达逐渐增加。衰老的BM-MSC通过SASP反馈,促进AML细胞的生存和增殖。在AML中,FLT3-ITD突变可通过STAT5A-E2F3-EZH2轴抑制p16INK4a表达,帮助细胞逃逸衰老。在慢性髓系白血病(CML)中,BCR-ABL癌基因驱动导致端粒加速缩短,而维生素D受体(VDR)缺失可通过DDIT4介导的DDR通路诱导CML细胞衰老。
在淋巴细胞白血病方面,急性淋巴细胞白血病(ALL)细胞可通过产生活性氧(ROS)和p53通路诱导MSC衰老。β-Arrestin1的缺失会抑制hTERT转录,促进ALL细胞衰老。慢性淋巴细胞白血病(CLL)患者的BM-MSC也呈现衰老表型,其分泌的IL-6、CXCL8等SASP因子与患者较差的总生存期相关。
在淋巴瘤中,霍奇金淋巴瘤(HL)的里-施(Reed-Sternberg, RS)细胞具有衰老细胞特征,如高表达p16INK4a和p21Cip1,其NF-κB信号激活促进了炎性SASP的产生。诱导细胞周期退出和衰老可有效预防淋巴瘤进展。
在多发性骨髓瘤(MM)中,患者的BM-MSC表现出衰老表型,SASP因子(如IL-6、GDF15)水平升高,且与患者较短的生存期相关。浆细胞疾病中的癌基因诱导衰老(OIS)可能是一种防止恶性转化的刹车机制。研究还发现溶血磷脂酸(LPA)信号可能成为MM的潜在治疗靶点。
靶向细胞衰老的治疗策略
针对细胞衰老的治疗主要有两大方向:诱导肿瘤细胞衰老,以及清除有害的衰老细胞(包括肿瘤细胞和肿瘤微环境中的衰老基质细胞)。
诱导细胞衰老是一种有前景的抗癌策略。CDK4/6抑制剂(如abemaciclib、palbociclib)等“衰老诱导”疗法已在多种恶性肿瘤中显示出治疗前景。靶向p53/MDM2轴的药物(如idasanutlin、AMG232、RG7112)在复发/难治性AML等疾病中也显示出临床活性。在血液肿瘤中,4-甲基伞形酮(4MU)和奥罗拉激酶抑制剂AKI603可通过诱导衰老来改善CML的耐药性。酰基辅酶A合成酶长链家族成员1(ACSL1)可通过调节SIRT1/p53/p21通路促进伊马替尼诱导的CML细胞衰老。在AML中,CDK2抑制剂可通过诱导衰老来抑制MYC/BCL-XL驱动的白血病,而维莫非尼(VEM)联合硼替佐米可通过激活Hippo通路诱导AML细胞衰老。在多发性骨髓瘤中,奥罗拉A激酶抑制剂MLN8237可通过上调p53、p21和p27来诱导细胞衰老并抑制增殖。
然而,衰老诱导具有“双刃剑”效应,尤其是在晚期疾病中,伴随促炎SASP的长期衰老可能促进肿瘤发展。因此,选择性清除衰老细胞(Senolysis)策略应运而生。衰老细胞高表达抗凋亡蛋白BCL-2家族成员(如BCL-2、BCL-XL)。BCL-2/BCL-XL抑制剂ABT-263(Navitoclax)可有效清除衰老的造血干细胞(HSC)等,临床研究显示其在复发/难治性ALL、淋巴瘤和CLL患者中具有初步活性。MCL-1抑制剂S64315也正在AML或MDS患者中进行探索。新型蛋白降解靶向嵌合体(PROTAC) 753B可通过降解BCL-XL和BCL-2发挥衰老清除作用。此外,达沙替尼和槲皮素的联合使用可靶向更广谱的衰老细胞类型。天然黄酮类化合物橙皮素可通过抑制hTERT和c-MYC转录活性、激活p53介导的DDR来诱导衰老,与纳维托克联合可增强对低BCL-2表达肿瘤的治疗效果。
免疫系统也参与衰老监视。自然杀伤(NK)细胞可通过识别衰老细胞表面的NKG2D配体来有效清除衰老细胞。输注扩增的NK细胞已成为血液恶性肿瘤的一种可行治疗方法。
总结与展望
细胞衰老相关研究在血液恶性肿瘤治疗中展现出巨大潜力。通过诱导肿瘤细胞衰老和清除有害的衰老细胞,可以抑制肿瘤生长并提高化疗疗效。将现有的抗肿瘤治疗与衰老清除疗法相结合,可以更有效地消除衰老细胞,从而改善治疗效果。深入研究衰老细胞的生物学特性及其在肿瘤微环境中的作用,将为开发新的治疗策略提供关键见解。此外,结合免疫细胞作用探索个体化治疗方案,可能为治疗开辟新途径,进一步改善血液恶性肿瘤的预后。

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