单击此处编辑母版标题样式,编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,Targeted Apoptosis of Senescent Cells Restores Tissue Homeostasis in Response to Chemotoxicity and Aging,Cell,Baar et al.,2017,Cell 169,132147 March 23,2017 2017 Elsevier Inc.,1,Targeted Apoptosis of Senescen,DNA,损伤修复,Apoptosis,Senescence,or,背景介绍,清除,持续累积,加速疾病、衰老,（衰老细胞）,2,DNA损伤修复ApoptosisSenescenceor背景,退出细胞周期；,形成持续的促炎表型,衰老相关分泌表型,（,senescence-associated secretory phenotype,，,SASP,）；,影响组织微环境；早期对于创伤愈合有利。,衰老细胞：,正常细胞受到不可修复的压力后形成的持续的损伤状态。,年轻组织中：少量衰老细胞分泌,SASP,，诱导多能性干细胞形成分化并促进组织修复。,SASP,影响干细胞信号转导以及分化,。,IL-1,：抑制干细胞分化；,IL-6,：诱导并维持干细胞多能性。,3,退出细胞周期；衰老细胞：正常细胞受到不可修复的压力后形成的持,衰老组织中：衰老细胞大量堆积，并分泌,SASP,，致使其邻近细胞被封锁于持续的类干性样的去分化状态，不能进行分化或组织修复。,衰老,-,干性加锁模型,:,清除衰老细胞有利于恢复组织稳态、延缓衰老？,Q,4,衰老组织中：衰老细胞大量堆积，并分泌SASP，致使其邻近细胞,FOXOs,家族,:,（,Forkhead box O family,叉头框转录因子,O,家族,),。作为,insulin/IGF,信号通路的靶基因，调节体内的抗氧化反应以及,DNA,损伤修复。,如何靶向衰老细胞,:,5,FOXOs家族:如何靶向衰老细胞:5,FOXO4,在衰老细胞中表达上调，并维持其活性；,FOXO4-DRI,扰乱,PML/DNA-SCARS,，衰老细胞释放激活的,p53,；,FOXO4-DRI,选择性并强力靶向衰老细胞进入,p53,依赖的凋亡；,FOXO4-DRI,对抗化疗药引起的衰老；,FOXO4-DRI,抗衰老以及抵抗快速衰老,Xpd,TTD/TTD,小鼠脆弱的特征；,FOXO4-DRI,逆转快速衰老小鼠肾功能下降；,FOXO4-DRI,减轻自然衰老小鼠的衰弱以及肾功能下降。,实验结果,6,FOXO4在衰老细胞中表达上调，并维持其活性；实验结果6,FOXO4,在衰老细胞中表达上调，并维持其活性；,衰老细胞,模型,：,IMR90,原代人,成纤维细胞,（基因组稳定）,，,电离辐射（,IR,）,诱导细胞衰老,。,凋亡相关信号通路的变化？,促凋亡因子,PUMA,，,BIM,显著上调,；,抗凋亡因子,Blc-2,减少,。,“刹车”,衰老细胞存活的关键？,Q,7,FOXO4在衰老细胞中表达上调，并维持其活性；衰老细胞模型,凋亡相关的转录因子,：,STAT1/2/4,，,NF-kB,，,TP53,，,FOXO4,X,X,X,8,凋亡相关的转录因子：STAT1/2/4，NF-kB，TP,慢病毒,shRNA,沉默,FOXO4,促进衰老细胞凋亡。,结论：,FOXO4,通过抑制凋亡通路促进衰老细胞的存活。,9,慢病毒shRNA沉默FOXO4促进衰老细胞凋亡。结论：FOX,FOXO4-DRI,扰乱,PML/DNA-SCARS,，衰老细胞释放激活的,p53,；,衰老细胞内,FOXO4,募集至常染色质区。,设计化合物干扰,FOXO4,的功能。,10,FOXO4-DRI扰乱PML/DNA-SCARS，衰老细胞,衰老细胞中，,PML,小体与含,53BP1,的,DNA-SCARS,（染色质改变增强衰老,DNA,片段）融合并联合调节衰老相关分泌表型,SASP,的表达。,p53,：调节凋亡及衰老，并定位于,DNA-SCARS,，被,ATM,于,Ser15,位磷酸化，阻断,MDM2,介导的降解。,高分辨结构显微镜,FOXO4,结合在,PML,小体上，与含,53BP1,的,DNA-SCARS,紧密相邻。,FOXO4,与,pSer15-p53,紧密相邻。,11,衰老细胞中，PML小体与含53BP1的DNA-SCARS（染,设计多肽,：选择,FOXO4-p53,相互作用的结构域，且与,FOXO1,，,3,不重叠，在人与小鼠中均保守。,FOXO4-DRI,：,FOXO4,肽的,D-retro inverso,（,DRI,）异构型,，即利用,D,型氨基酸取代肽链中正常,L,型氨基酸，并且反转这种肽链主骨架的方向。,12,设计多肽：选择FOXO4-p53相互作用的结构域，且与FOX,NMR-,滴定法,：将重组,p53,的,N,末端结构域滴定至,1H,，,15N-,标记的,FOXO4,的,Forkhead,结构域的溶液中，会导致,1H,，,15N HSQC,的交叉峰的化学位移，表明,p53,与,FOXO4,特异性结合，逐步滴加,FOXO4-DRI,肽使,FOXO4,的化学位移恢复至未结合状态。说明,FOXO4-DRI,肽可以竞争性与,FOXO4,结合，且较,p53,亲和力更高。,13,NMR-滴定法：将重组p53的N末端结构域滴定至1H，15N,FOXO4-DRI,肽与,HIV-TAT,（亲水序列）融合,：通过形成暂时的孔隙促进非能量依赖的,FOXO4-DRI,的摄取。,摄取：,14,FOXO4-DRI肽与HIV-TAT（亲水序列）融合：通过形,FOXO4,可调节衰老细胞中,p21,cip1,的表达，通过,p21,cip1,，,p53,可诱导,p16,in4a,不依赖的细胞周期阻滞，并通过转位至线粒体内激活促凋亡基因的表达。,Cdkn1a,：,p21,Cip1,的编码基因的启动子。,其中两个,p53,结合位点中间包含一段,FOXO,的靶序列。,FOXO4-DRI,对于,p21,Cip1,以及,p53,的作用？,FOXO4-DRI,减少衰老相关的,p21,Cip1,的表达。促进,p53,聚积并促进活化的,pSer15-p53,的核外排。,结论：,FOXO4-DRI,干扰,FOXO4,与,p53,结合，破坏衰老相关,FOXO4/PML/DNA-SCARS,复合物，并导致,p53,活化及核外排。,15,FOXO4可调节衰老细胞中p21cip1的表达，通过p21c,FOXO4-DRI,选择性靶向衰老细胞进入,p53,依赖的凋亡；,FOXO4-DRI,抑制衰老细胞存活。,实时细胞密度监测。,16,FOXO4-DRI选择性靶向衰老细胞进入p53依赖的凋亡；,另外两类靶向衰老细胞的化合物,：,槲皮素,/,达沙替尼,非特异性,靶向衰老细胞,泛,BCL,抑制剂,ABT-263/737,对衰老细胞有一定选择性但低剂量,对正常细胞即有杀伤,。,FOXO4-DRI,对于衰老细胞杀伤更强，且对正常细胞毒性较小。,连续多次低剂量给药方案：,17,另外两类靶向衰老细胞的化合物：FOXO4-DRI对于衰老细胞,p53,以及,Caspase,介导,FOXO4-DRI,对于衰老细胞的杀伤。,FOXO4-DRI,诱导衰老细胞内,Caspase3/7,活化。,衰老细胞靶向凋亡,（,targeted apoptosis of senescent Cells,，,TASC,）,18,p53以及Caspase介导FOXO4-DRI对于衰老细胞的,FOXO4-DRI,对于衰老相关疾病是否有治疗作用？,Q,体内衰老模型,：,化疗药引起的衰老,阿霉素（,Doxo,）为代表,快速衰老模型,Xpd,TTD/TTD,小鼠,自然衰老模型,体内衰老细胞监测,：,p16,：,3MR,19,FOXO4-DRI对于衰老相关疾病是否有治疗作用？Q体内衰老,FOXO4-DRI,抵抗化疗药引起的衰老以及肝功能损伤；,Doxo,诱导,IMR90,细胞衰老以及,SASP,。,20,FOXO4-DRI抵抗化疗药引起的衰老以及肝功能损伤；Do,FOXO4-DRI,耐受性优于,BCL i,FOXO4-DRI,有可能使细胞易于获得,DNA,损伤，加速细胞凋亡？,Q,提前或同时给予,FOXO4-DRI,处理不会加重,Doxo,对细胞的杀伤。,仅在,Doxo,诱导细胞衰老之后促进衰老细胞的死亡。,21,FOXO4-DRI耐受性优于BCL iFOXO4-DRI有可,序贯疗法,:,Doxo,：,10 mg/kg,，,2,次,FOXO4-DRI,：,5 mg/kg,，,4,次,Doxo,诱导小鼠体内细胞衰老以及肝损伤。,22,序贯疗法:Doxo：10 mg/kg，2次Doxo诱导小鼠体,23,23,利用,GCV,靶向清除衰老细胞,结论：,FOXO4-DRI,可以有效清除阿霉素诱导的衰老细胞并削弱阿霉素诱导的肝毒性。,24,利用GCV靶向清除衰老细胞结论：FOXO4-DRI可以有效清,FOXO4-DRI,逆转快速衰老,Xpd,TTD/TTD,小鼠衰老脆弱的特征；,快速衰老模型,：,Xpd,TTD/TTD,小鼠,三个月,即可出现衰老的特征。,XPD,：编码,DNA,解旋酶的基因在,DNA,损伤修复以及转录中发挥重要的作用。,TTD,：早衰营养不良毛发稀疏综合症。,XPD,突变。,TTD,鼠,表现为：骨质疏松,/,硬化,/,不孕不育,/,寿命短等衰老特征。,25,FOXO4-DRI逆转快速衰老XpdTTD/TTD小鼠衰老,26,26,行为学实验,：,对外界刺激的反应能力增加，活动增加。,结论：,FOXO4-DRI,可以逆转快速衰老小鼠衰老以及脆弱的特征。,27,行为学实验：对外界刺激的反应能力增加，活动增加。结论：FOX,FOXO4-DRI,逆转快速衰老小鼠肾功能下降；,衰老小鼠血液中尿素水平升高，肾小管区域,SA-GAL,染色以及,IL-6,分泌增加，肾小管细胞,FOXO4,水平增加。,28,FOXO4-DRI逆转快速衰老小鼠肾功能下降；衰老小鼠血液,体外肾切片模型,：,FOXO4-DRI,可诱导衰老小鼠肾内凋亡细胞增加。,29,体外肾切片模型：FOXO4-DRI可诱导衰老小鼠肾内凋亡细胞,安全性评价,：,FOXO4-DRI,不会引起血小板减少或不可增殖的器官（如心脏）的损伤。,30,安全性评价：FOXO4-DRI不会引起血小板减少或不可增殖的,FOXO4-DRI,减少,SASP,并减轻肾损伤。,衰老细胞中,LMNB1,丢失,。,结论：,FOXO4-DRI,通过靶向肾内的衰老细胞使快速衰老小鼠的肾功能恢复正常。,31,FOXO4-DRI减少SASP并减轻肾损伤。衰老细胞中LMN,FOXO4-DRI,减轻自然衰老小鼠的衰弱以及肾功能下降。,32,FOXO4-DRI减轻自然衰老小鼠的衰弱以及肾功能下降。3,结论：,FOXO4-DRI,靶向清除肾内的衰老细胞可以使自然衰老小鼠的肾功能恢复正常。,33,结论：FOXO4-DRI靶向清除肾内的衰老细胞可以使自然衰老,Highlights,1.,一种改良的,FOXO4-p53,干扰肽可以导致衰老细胞内,p53,的核外排,2.,该,FOXO4,多肽可诱导衰老细胞靶向凋亡,（,targeted apoptosis of senescent cells,TASC,）,3.,TASC,效应可以削弱,阿霉素诱导的肝毒性,4.,TASC,可以使,快速衰老,以及,自然衰老,的小鼠重获青春（健康，毛发变密，肾功能恢复）,讨论,FOXO4,：衰老细胞存活的中心。,34,Highlights1.一种改良的FOXO4-p53干扰肽,清除衰老细胞：没那么简单！,还有很多悬而未决的问题,35,清除衰老细胞：没那么简单！还有很多悬而未决的问题35,Thank you,！,36,Thank you！36,