Патогенетические маркеры клеточного старения

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Введение. Клеточное старение представляет собой сложный процесс, происходящий на всех этапах развития и функционирования организма, который, с одной стороны, имеет важное значение как защитный механизм при повреждении клеток, а с другой — способствует развитию заболеваний, ассоциированных с возрастом и старению организма в целом.

Цель. Определить ключевые маркеры сенесцентных клеток для изучения патогенетических механизмов старения и поиска новых стратегий здорового долголетия.

Поиск литературы был выполнен в базах данных PubMed и eLibrary.ru до 01 июля 2024 года, включал анализ оригинальных и обзорных статей по ключевым словам: сенесцентные клетки, клеточное старение, маркеры сенесцентных клеток, SA-β-Gal, SASP. Наиболее изученными и широко используемыми маркерами сенесцентных клеток являются факторы остановки клеточного цикла: маркеры реакции на повреждение ДНК p53 и γH2AX и ингибиторы циклин-зависимых киназ p16 и p21. Кроме того, SA-β-Gal является универсальным маркером клеточного старения, идентифицированным как в тканях, так и в клеточных моделях старения. Факторы SASP не являются прямыми маркерами старения, но являются важным показателем сложного взаимодействия сенесцентных клеток с их микроокружением.

Заключение. В настоящее время выявлено большое количество патогенетических маркеров сенесцентных клеток. Их экспрессия может варьировать в зависимости от типа клеток и контекста старения, что важно понимать для разработки сенолитических подходов терапии и поддержания здорового долголетия.

Об авторах

Юлия Владимировна Маркина

Российский научный центр хирургии имени академика Б.В. Петровского; Медицинский университет Петровского

Автор, ответственный за переписку.
Email: yu.v.markina@gmail.com
ORCID iD: 0000-0002-3781-6340
SPIN-код: 8389-2346

канд. мед. наук

Россия, Москва; Москва

Татьяна Владимировна Кириченко

Российский научный центр хирургии имени академика Б.В. Петровского; Медицинский университет Петровского

Email: t-gorchakova@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-2899-9202
SPIN-код: 4332-9045

канд. мед. наук

Россия, Москва; Москва

Иван Владимирович Живодерников

Российский научный центр хирургии имени академика Б.В. Петровского

Email: kordait-2213@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-2175-4739
SPIN-код: 1052-5249

канд. биол. наук

Россия, Москва

Александр Михайлович Маркин

Российский научный центр хирургии имени академика Б.В. Петровского; Медицинский университет Петровского

Email: alexander.markin.34@gmail.com
ORCID iD: 0000-0002-6649-7924
SPIN-код: 8364-5150

канд. мед. наук

Россия, Москва; Москва

Илья Игоревич Еремин

Российский научный центр хирургии имени академика Б.В. Петровского; Медицинский университет Петровского

Email: eremin.ii@med.ru
ORCID iD: 0000-0002-4336-8986
SPIN-код: 6098-7226

канд. мед. наук

Россия, Москва; Москва

Роман Вадимович Деев

Российский научный центр хирургии имени академика Б.В. Петровского; Медицинский университет Петровского

Email: romdey@gmail.com
ORCID iD: 0000-0001-8389-3841
SPIN-код: 2957-1687

канд. мед. наук, доцент

Россия, Москва; Москва

Константин Валентинович Котенко

Российский научный центр хирургии имени академика Б.В. Петровского; Медицинский университет Петровского

Email: noc@med.ru
ORCID iD: 0000-0002-6147-5574
SPIN-код: 5993-3323

д-р мед. наук, профессор

Россия, Москва; Москва

Список литературы

  1. Saito Y, Yamamoto S, Chikenji TS. Role of cellular senescence in inflammation and regeneration. Inflamm Regen. 2024;44(1):28. doi: 10.1186/s41232-024-00342-5 EDN: GCBUPT
  2. Giannoula Y, Kroemer G, Pietrocola F. Cellular senescence and the host immune system in aging and age-related disorders. Biomed J. 2023;46(3):100581. doi: 10.1016/j.bj.2023.02.001 EDN: KWEVSA
  3. Salvioli S, Basile MS, Bencivenga L, et al. Biomarkers of aging in frailty and age-associated disorders: state of the art and future perspective. Ageing Res Rev. 2023;91:102044. doi: 10.1016/j.arr.2023.102044 EDN: UHOVAT
  4. Lelarge V, Capelle R, Oger F, et al. Senolytics: from pharmacological inhibitors to immunotherapies, a promising future for patients’ treatment. NPJ Aging. 2024;10(1):12. doi: 10.1038/s41514-024-00138-4 EDN: RASURO
  5. Gorgoulis V, Adams PD, Alimonti A, et al. Cellular Senescence: Defining a Path Forward. Cell. 2019;179(4):813–827. doi: 10.1016/j.cell.2019.10.005 EDN: PGJUED
  6. Huang R-X, Zhou P-K. DNA damage response signaling pathways and targets for radiotherapy sensitization in cancer. Signal Transduct Target Ther. 2020;5(1):60. doi: 10.1038/s41392-020-0150-x EDN: MYMACS
  7. Zhao K, Wang X, Xue X, et al. A long noncoding RNA sensitizes genotoxic treatment by attenuating ATM activation and homologous recombination repair in cancers. PLoS Biol. 2020;18(3):e3000666. doi: 10.1371/journal.pbio.3000666 EDN: VAHJAJ
  8. Gagou ME, Zuazua-Villar P, Meuth M. Enhanced H2AX phosphorylation, DNA replication fork arrest, and cell death in the absence of Chk1. Mol Biol Cell. 2010;21(5):739–752. doi: 10.1091/mbc.e09-07-0618 EDN: NYXINX
  9. Bártová E, Legartová S, Dundr M, Suchánková J. A role of the 53BP1 protein in genome protection: structural and functional characteristics of 53BP1-dependent DNA repair. Aging (Albany NY). 2019;11(8):2488–2511. doi: 10.18632/aging.101917 EDN: ACABBC
  10. Mirza-Aghazadeh-Attari M, Mohammadzadeh A, Yousefi B, et al. 53BP1: A key player of DNA damage response with critical functions in cancer. DNA Repair (Amst). 2019;73:110–119. doi: 10.1016/j.dnarep.2018.11.008 EDN: OFCNPT
  11. Vizioli MG, Liu T, Miller KN, et al. Mitochondria-to-nucleus retrograde signaling drives formation of cytoplasmic chromatin and inflammation in senescence. Genes Dev. 2020;34(5–6):428–445. doi: 10.1101/gad.331272.119 EDN: CZXMCG
  12. Dou Z, Ghosh K, Vizioli MG, et al. Cytoplasmic chromatin triggers inflammation in senescence and cancer. Nature. 2017;550(7676):402–406. doi: 10.1038/nature24050
  13. Sun D, Buttitta L. States of G0 and the proliferation-quiescence decision in cells, tissues and during development. Int J Dev Biol. 2017; 61(6–7):357–366. doi: 10.1387/ijdb.160343lb
  14. Gao H, Nepovimova E, Heger Z, et al. Role of hypoxia in cellular senescence. Pharmacol Res. 2023;194:106841. doi: 10.1016/j.phrs.2023.106841 EDN: QZEQGF
  15. Itahana K, Campisi J, Dimri GP. Mechanisms of cellular senescence in human and mouse cells. Biogerontology. 2004;5(1):1–10. doi: 10.1023/b:bgen.0000017682.96395.10 EDN: FMDIDL
  16. Manu KA, Cao PHA, Chai TF, et al. P21cip1/Waf1 Coordinate Autophagy, Proliferation and Apoptosis in Response to Metabolic Stress. Cancers (Basel). 2019;11(8):1112. doi: 10.3390/cancers11081112 EDN: KRHGMX
  17. Huang W, Hickson LTJ, Eirin A, et al. Cellular senescence: the good, the bad and the unknown. Nat Rev Nephrol. 2022;18(10):611–627. doi: 10.1038/s41581-022-00601-z EDN: FLPMUY
  18. Kobashigawa SM, Sakaguchi Y, Masunaga S, Mori E. Stress-induced Cellular Senescence Contributes to Chronic Inflammation and Cancer Progression. Thermal Med. 2019;35(4):41–58. doi: 10.3191/thermalmed.35.41
  19. Kumari R, Jat P. Mechanisms of Cellular Senescence: Cell Cycle Arrest and Senescence Associated Secretory Phenotype. Front Cell Dev Biol. 2021;9:645593. doi: 10.3389/fcell.2021.645593 EDN: OTSQHR
  20. Bartle L, Wellinger RJ. Methods that shaped telomerase research. Biogerontology. 2024;25(2):249–263. doi: 10.1007/s10522-023-10073-8 EDN: XWABNK
  21. Saretzki G. Telomeres, Telomerase and Ageing. Subcell Biochem. 2018;90:221–308. doi: 10.1007/978-981-13-2835-0_9 EDN: IXZTLY
  22. Jaskelioff M, Muller FL, Paik J-H, et al. Telomerase reactivation reverses tissue degeneration in aged telomerase-deficient mice. Nature. 2011;469(7328):102–106. doi: 10.1038/nature09603
  23. Dratwa M, Wysoczańska B, Łacina P, et al. TERT — Regulation and Roles in Cancer Formation. Front Immunol. 2020;11:589929. doi: 10.3389/fimmu.2020.589929 EDN: JVGOYC
  24. Itahana K, Campisi J, Dimri GP. Methods to detect biomarkers of cellular senescence: the senescence-associated beta-galactosidase assay. Methods Mol Biol. 2007;371:21–31. doi: 10.1007/978-1-59745-361-5_3
  25. Dimri GP, Lee X, Basile G, et al. A biomarker that identifies senescent human cells in culture and in aging skin in vivo. Proc Natl Acad Sci USA. 1995;92(20):9363–9367. doi: 10.1073/pnas.92.20.9363
  26. Maruyama N, Fukunaga I, Kogo T, et al. Accumulation of senescent cells in the stroma of aged mouse ovary. J Reprod Dev. 2023;69(6):328–336. doi: 10.1262/jrd.2023-021 EDN: PDWSTC
  27. Wang L, Han X, Qu G, et al. A pH probe inhibits senescence in mesenchymal stem cells. Stem Cell Res Ther. 2018;9(1):343. doi: 10.1186/s13287-018-1081-0 EDN: PNUVRU
  28. Cho S, Hwang ES. Status of mTOR activity may phenotypically differentiate senescence and quiescence. Mol Cells. 2012;33(6):597–604. doi: 10.1007/s10059-012-0042-1 EDN: RJYPPT
  29. Piechota M, Sunderland P, Wysocka A, et al. Is senescence-associated β-galactosidase a marker of neuronal senescence? Oncotarget. 2016; 7(49):81099–81109. doi: 10.18632/oncotarget.12752
  30. Basisty N, Kale A, Jeon OH, et al. A proteomic atlas of senescence-associated secretomes for aging biomarker development. PLoS Biol. 2020;18(1):e3000599. doi: 10.1371/journal.pbio.3000599 EDN: VYHWPC
  31. Patschan S, Chen J, Gealekman O, et al. Mapping mechanisms and charting the time course of premature cell senescence and apoptosis: lysosomal dysfunction and ganglioside accumulation in endothelial cells. Am J Physiol Renal Physiol. 2008;294(1):F100–F109. doi: 10.1152/ajprenal.00261.2007
  32. Herman M, Randall GW, Spiegel JL, et al. Endo-lysosomal dysfunction in neurodegenerative diseases: opinion on current progress and future direction in the use of exosomes as biomarkers. Philos Trans R Soc Lond B Biol Sci. 2024;379(1899):20220387. doi: 10.1098/rstb.2022.0387 EDN: BXJQGD
  33. Kakimoto Y, Okada C, Kawabe N, et al. Myocardial lipofuscin accumulation in ageing and sudden cardiac death. Sci Rep. 2019;9(1): 3304. doi: 10.1038/s41598-019-40250-0 EDN: HMPZEA
  34. Li W-W, Wang H-J, Tan Y-Z, et al. Reducing lipofuscin accumulation and cardiomyocytic senescence of aging heart by enhancing autophagy. Exp Cell Res. 2021;403(1):112585. doi: 10.1016/j.yexcr.2021.112585 EDN: NNLEBE
  35. Song SB, Shim W, Hwang ES. Lipofuscin Granule Accumulation Requires Autophagy Activation. Mol Cells. 2023;46(8):486–495. doi: 10.14348/molcells.2023.0019 EDN: JDVYAG
  36. Jin X, Song X. Autophagy Dysfunction: The Kernel of Hair Loss? Clin Cosmet Investig Dermatol. 2024;17:1165–1181. doi: 10.2147/ccid.s462294 EDN: QVGCFR
  37. Kirchner P, Bourdenx M, Madrigal-Matute J, et al. Proteome-wide analysis of chaperone-mediated autophagy targeting motifs. PLoS Biol. 2019;17(5):e3000301. doi: 10.1371/journal.pbio.3000301 Erratum in: PLoS Biol. 2022;20(2):e3001550. doi: 10.1371/journal.pbio.3001550
  38. Kang C, Xu Q, Martin TD, et al. The DNA damage response induces inflammation and senescence by inhibiting autophagy of GATA4. Science. 2015;349(6255):aaa5612. doi: 10.1126/science.aaa5612
  39. Wang R, Yu Z, Sunchu B, et al. Rapamycin inhibits the secretory phenotype of senescent cells by a Nrf2-independent mechanism. Aging Cell. 2017;16(3):564–574. doi: 10.1111/acel.12587 EDN: YEEVVX
  40. Dellorusso PV, Proven MA, Calero–Nieto FJ, et al. Autophagy counters inflammation-driven glycolytic impairment in aging hematopoietic stem cells. Cell Stem Cell. 2024;31(7):1020–1037.e9. doi: 10.1016/j.stem.2024.04.020 EDN: FOQDMY
  41. Di Micco R, Krizhanovsky V, Baker D, d’Adda di Fagagna F. Cellular senescence in ageing: from mechanisms to therapeutic opportunities. Nat Rev Mol Cell Biol. 2021;22(2):75–95. doi: 10.1038/s41580-020-00314-w EDN: HMSHWJ
  42. Prata LGPL, Ovsyannikova IG, Tchkonia T, Kirkland JL. Senescent cell clearance by the immune system: Emerging therapeutic opportunities. Semin Immunol. 2018;40:101275. doi: 10.1016/j.smim.2019.04.003 EDN: JQDJQR
  43. Hou J, Zheng Y, Gao C. Regulation of cellular senescence by innate immunity. Biophys Rep. 2023;9(6):338–351. doi: 10.52601/bpr.2023.230032 EDN: JDFKDS
  44. Sturmlechner I, Zhang C, Sine CC, et al. p21 produces a bioactive secretome that places stressed cells under immunosurveillance. Science. 2021;374(6567):eabb3420. doi: 10.1126/science.abb3420 EDN: WCQDHW
  45. Han X, Lei Q, Xie J, et al. Potential Regulators of the Senescence-Associated Secretory Phenotype During Senescence and Aging. J Gerontol A Biol Sci Med Sci. 2022;77(11):2207–2218. doi: 10.1093/gerona/glac097 EDN: SZRTDA
  46. Cao X, Li M. A New Pathway for Senescence Regulation. Genomics Proteomics Bioinformatics. 2015;13(6):333–335. doi: 10.1016/j.gpb.2015.11.002
  47. Malaquin N, Olivier M-A, Martinez A, et al. Non-canonical ATM/MRN activities temporally define the senescence secretory program. EMBO Rep. 2020;21(10):e50718. doi: 10.15252/embr.202050718 EDN: LIQBCM
  48. Zhao S, Qiao Z, Pfeifer R, et al. Modulation of fracture healing by senescence-associated secretory phenotype (SASP): a narrative review of the current literature. Eur J Med Res. 2024;29(1):38. doi: 10.1186/s40001-023-01604-7 EDN: ALOBSC
  49. Shreeya T, Ansari MS, Kumar P, et al. Senescence: A DNA damage response and its role in aging and Neurodegenerative Diseases. Front Aging. 2023;4:1292053. doi: 10.3389/fragi.2023.1292053 EDN: NLWISO
  50. Chaib S, Tchkonia T, Kirkland JL. Cellular senescence and senolytics: the path to the clinic. Nat Med. 2022;28(8):1556–1568. doi: 10.1038/s41591-022-01923-y EDN: SKANUC
  51. Koloko Ngassie ML, Drake LY, Roos BB, et al. Endoplasmic reticulum stress-induced senescence in human lung fibroblasts. Am J Physiol Lung Cell Mol Physiol. 2024;327(1):L126–L139. doi: 10.1152/ajplung.00264.2023 EDN: DLJVLQ
  52. Yokoi H, Furukawa M, Wang J, et al. Erythritol Can Inhibit the Expression of Senescence Molecules in Mouse Gingival Tissues and Human Gingival Fibroblasts. Nutrients. 2023;15(18):4050. doi: 10.3390/nu15184050 Erratum in: Nutrients. 2024;16(17):3041. doi: 10.3390/nu16173041 EDN: VFSDCB
  53. Hong S, Kim M-M. IGFBP-3 plays an important role in senescence as an aging marker. Environ Toxicol Pharmacol. 2018;59:138–145. doi: 10.1016/j.etap.2018.03.014 EDN: VGKQNI
  54. López–Luppo M, Catita J, Ramos D, et al. Cellular Senescence Is Associated With Human Retinal Microaneurysm Formation During Aging. Invest Ophthalmol Vis Sci. 2017;58(7):2832–2842. doi: 10.1167/iovs.16-20312
  55. Sweetwyne MT, Pippin JW, Eng DG, et al. The mitochondrial-targeted peptide, SS-31, improves glomerular architecture in mice of advanced age. Kidney Int. 2017;91(5):1126–1145. doi: 10.1016/j.kint.2016.10.036
  56. Lavin KM, Perkins RK, Jemiolo B, et al. Effects of aging and lifelong aerobic exercise on basal and exercise-induced inflammation. J Appl Physiol (1985). 2020;128(1):87–99. doi: 10.1152/japplphysiol.00495.2019 EDN: FIUZPL

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Эко-Вектор, 2025

Ссылка на описание лицензии: https://eco-vector.com/for_authors.php#07
 


Согласие на обработку персональных данных

 

Используя сайт https://journals.rcsi.science, я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных») даю согласие на обработку персональных данных на этом сайте (текст Согласия) и на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика» (текст Согласия).