lncRNA-Triggered巨噬细胞Inflammaging恶化与年龄相关的疾病

文摘

衰老和衰老相关疾病(ARDs)分享基本机制主要涉及炎症。低级的,慢性亚临床炎症叫inflammaging发生在衰老。自噬缺陷,氧化压力,senescence-associated分泌表型(SASPs)和DNA损伤通常导致inflammaging和在很大程度上是由无数lncRNA通过二级恶性循环破坏细胞内稳态:(1)inflammaging和细胞衰老级联(2)自噬缺陷,氧化应激和SASP级联。同时SASPs和inflammasomes inflammaging原因。本文讨论了巨噬细胞的参与各ARDs inflammaging通过lncRNA及其监管。在巨噬细胞中,这种现象有可能损害其免疫监视和吞噬作用机制,导致减少了识别和清除恶性和衰老细胞。此外,SASPs诱导衰老旁分泌细胞外地清单。巨噬细胞衰老器官水平升级故障,生物更容易ARDs。通过目标基因和蛋白质或功能作为竞争内源性RNA(龙头),lncRNA调节不同的现象包括inflammaging和ARDs。详细的机制需要进一步说明获取病理ARDs的证据和潜在的治疗方法。

1。介绍

快速科技进步显著增加人类的寿命,以及不可避免的衰老相关疾病的患病率增加(ARDs)包括癌症和糖尿病,其中年龄构成主要风险因素和它的患病率随着年龄的增加1]。尽管ARDs一直研究的起源,底层的机制尚不清楚。老化发生在一个人的寿命2- - - - - -4]。很多理论被提出,其中inflammaging ARDs是一个潜在的重要因素和一个有吸引力的治疗目标5]。

Inflammaging被定义为一种慢性、系统性、低级、亚临床炎症环境,加速细胞老化6),发生在各种ARDs包括neurodegeneration-related疾病,代谢性疾病,动脉粥样硬化(6,7]。细胞衰老和SASPs被认为是两个主要的贡献者inflammaging [8]。衰老细胞产生白细胞介素、趋化因子、生长因子、蛋白酶共同构成SASP [8,9]。巨噬细胞是典型的免疫细胞表达SASPs [10]。SASPs至关重要的细胞活力和巨噬细胞的变化。巨噬细胞的极化或函数与许多疾病有关,包括ARDs [11- - - - - -13]。

lncRNAs调节不同的生物现象。许多公认的lncRNAs的确编码micropeptides,已报告(14),促使研究这些以前忽视分子的复杂性和重要性。已报告的进步lncRNA-induced ARDs;然而,机制lncRNA inflammaging监管仍然是未知的。本文讨论了一个潜在的机制在lncRNA触发细胞衰老和SASP加剧ARDs,所以可能会提供病理治疗ARDs和方法的证据。

2。巨噬细胞衰老和Inflammaging:一种亲密的关系

细胞衰老是一个特别稳定状态永久细胞周期阻滞。巨噬细胞,尽管终末分化细胞,不接受这种类型的复制衰老,并可能因此接受压力诱导衰老。这一概念首次引入体外,人们普遍认为压力(包括活性氧(ROS)和自噬缺陷)在体内衰老中起着重要的作用15]。细胞衰老贯穿一个人的寿命和戏剧多元化的关键作用。衰老细胞进行变更在形态特征变化,功能障碍和senescence-associated的表达β牛乳糖(SA -β加)和p16^Ink4a可以检测到(16- - - - - -18]。免疫细胞包括巨噬细胞、衰老会损害他们的能力和诱导免疫缺陷在某种程度上19,20.),导致减少免疫监视和吞噬作用和导致恶性肿瘤免疫逃避。然而,考虑到减少能力识别和清除衰老细胞,正常细胞应该占据的空间被衰老细胞,以减少整体生理功能。因此,生物会更容易ARDs。

在健康的条件下,巨噬细胞维持体内平衡;然而,在病理状态,不同的压力包括DNA损伤、端粒缩短,致癌基因的激活21,22),一些关键蛋白质的损伤(23),和感染激活p53, AIM2, NF -κB信号通路(24,25),启动巨噬细胞衰老。端粒DNA是倾向于各种类型的损害包括氧化应激,从而诱导端粒缩短(26]。因此,即使是终末分化巨噬细胞进行端粒功能障碍,引起DNA损伤反应(DDR)通路,最终导致细胞衰老27]。当这些有关分子模式(抑制)和其分子模式(pamp)是高度密集的或暂时不可逆转,促炎因子的生产和间隙之间的平衡被破坏。在巨噬细胞衰老后期,净效应是SASP表达式(图1)。这些因素不仅使巨噬细胞衰老,也是细胞外释放,从而损害周围细胞的功能。这个过程称为“旁分泌衰老”(28更广泛的inflammaging]和原因。衰老和衰老细胞的稳定积累,最终发生在细胞水平上,然后在器官水平,导致器官故障,从而导致相应的衰老表型。

巨噬细胞衰老与inflammaging紧密相关,桥接SASPs inflammasomes。p16^Ink4a已经与巨噬细胞激活或极化29日],SASPs诱导senescence-like表型在巨噬细胞30.]。伴随老化巨噬细胞的变化推测通常表示他们的促炎激活(31日),即。,proinflammatory effects of macrophages are accompanied by inflammaging to some extent. SASPs induce a proinflammatory and aging-promoting environment. This constant detrimental stimulation potentially threatens various cellular components, including organelles and DNA [7]。通过增加SASP表达式,这些受损组件加剧inflammaging因此损害炎症内稳态,从而加速衰老和ARDs的易感性32]。SASPs inflammasomes同时导致inflammaging:他们触发inflammaging,从而加速老化,inflammaging通过inflammasome感应和SASP表达表现。此外,自噬缺陷、氧化应激和DNA损伤导致inflammasomes和表达的装配SASPs [31日- - - - - -33]。

3所示。lncRNA触发器在ARDs巨噬细胞衰老

新兴的数据表明lncRNA调节炎症反应中起着关键作用。改变各lncRNA表达水平与各ARDs炎性表型(34- - - - - -36]。这导致细胞衰老的修改通过几个不同的方法,是否通过调节基因表达或蛋白质功能或功能竞争内源性RNA(龙头)。变化在ARDs lncRNAs广泛研究和相应的后果,尤其是癌症。然而,在ARDs lncRNA和细胞衰老之间的关系仍然是一个有趣和复杂的问题。在这里,我们考虑巨噬细胞衰老调查机制lncRNA-mediated感应和ARDs的恶化。

3.1。糖尿病

糖尿病是近期最严重的公共卫生挑战之一。巨噬细胞表达谱的变化发挥地方和系统性炎症的压力。lncRNA E330013P06调节近端基因涉及到巨噬细胞功能增加il - 6、TNF -α和NOS2水平而下调抗炎细胞因子(37]。据报道,除了基因调控,忘却和Dnm3os绑定到p65单元和诱导表观遗传修饰,从而破坏核易位的NF -κB和增强炎症反应和氧化应激38,39]。此外,某些lncRNA表达水平的变化可能导致更高的,更致命的炎症(40]。糖尿病并发症,MALAT1可能触发pyroptosis在巨噬细胞,从而加剧了动脉粥样硬化的严重后果40]。这些分子改变显示巨噬细胞内稳态的破坏与胰腺癌的直接结果β细胞和局部病变可能接受更严厉的损害。

3.2。癌症

如表所示1macrophage-associated癌症主要是来源于上皮细胞。最近的理论认为,肿瘤的生长不仅取决于肿瘤细胞本身也在外围细胞和非细胞的组件(41]。在癌症中,巨噬细胞被雇来的病变(42]。肿瘤浸润和巨噬细胞的免疫监视等呈现他们在癌症的一个重要的细胞类型。lncRNAs癌症主要通过直接改变基因表达的调节。hnRNPL到LNMAT1新兵CCL2子,从而改变其表达和调节表观遗传改变,激活和招募巨噬细胞膀胱癌的网站,促进肿瘤浸润和淋巴转移(43]。此外,肿瘤细胞衍生lncRNAs释放通过液和被周围的巨噬细胞内化。改变下游通路扰乱它们的功能,尤其是吞噬作用,对肿瘤间隙(至关重要44]。作为龙头,NIFK-AS1和CCAT1欺骗microRNA抑制巨噬细胞M2极化和恶性行为(45,46]。CCAT1M1和M2巨噬细胞之间表达水平不同。此外,lncRNA Cox2可能改变M1 / M2极化,从而防止免疫逃避和转移(47]。这些报告表明,巨噬细胞M2极化促进恶性行为和一些lncRNAs在维持细胞表型至关重要。

3.3。动脉粥样硬化和心脏病有关

动脉粥样硬化是一种慢性炎症性疾病。巨噬细胞最近报告显示明显炎症可塑性,尤其是极化。他们使慢性炎症和动脉粥样硬化斑块的增长,因此被中央开始,增长,最终动脉斑块的破裂(48]。动脉粥样硬化和巨噬细胞的研究报道,lncRNAs主要功能为龙头、导致动脉粥样硬化。隔离小分子核糖核酸,MITA GAS5、热空气和UCA1促进M1两极分化,诱导炎性细胞因子、基质金属蛋白酶,ROS水平(49- - - - - -52]。此外,MeXis和CDKN2B-AS1与DDX17 DNMT1调控下游基因的表达,从而改变巨噬细胞功能和极化(53,54]。动脉粥样硬化导致的各种病变,尤其是心血管疾病。目前的证据表明,lncRNAs巨噬细胞在冠状动脉疾病的效果是一样的,在动脉粥样硬化(55),突出其功能的一致性,并促使其潜在的治疗目标。

3.4。其他ARDs

除了上述疾病,lncRNA调节巨噬细胞衰老也反映在其他ARDs,主要是骨关节病。lncRNAs一般函数以同样的方式在这些疾病如糖尿病、癌症和动脉粥样硬化。他们改变的关键蛋白质的表达和功能目标基因或蛋白质或功能为龙头、干扰体内平衡,参与细胞衰老。虽然这些的确是衰老细胞的表型,他们是间接的。类风湿性关节炎研究报道,例数十分调节下游基因通过HnRNP-U PBOV-1绑定并最终改变细胞衰老,即。、细胞周期阻滞56]。这是一个直接的证词lncRNA调节细胞寿命的潜力。

巨噬细胞极化是一种基本现象。通过巨噬细胞M1和M2的相互转换,巨噬细胞发挥功能相反,参与不同的生理现象。M1极化促炎与inflammaging相关联,而M2极化是抗炎(57]。越来越多的证据表明,M1巨噬细胞在体内的风险更高压力和显示衰老表型。lncRNA启动衰老和ARD发病机制通过改变巨噬细胞极化。

4所示。三个lncRNA调节巨噬细胞衰老的目标

lncRNA改变细胞衰老的调节基因表达、蛋白质功能或功能为龙头。基因由lncRNA在老化主要是那些参与p53通路(66年]。此外,伴随老化细胞蛋白质的表达包括p21、p27和p16^Ink4a影响(67年,68年]。lncRNA一般函数顺式或反式-行动前调节各种近端基因,而后者控制远端基因。然而,详细的机制lncRNA-gene相互作用尚不清楚;然而,研究报告一定的进步。通过mir - 675 lncRNA段H19促进抗衰老的效果。后者会使p53、p21通过目标3UTR USP10。然而,这仍有待阐明是否有中介在这种相互作用,随着机制段H19和mir - 675相互作用[66年]。此外,lncRNA GUARDIN是必不可少的基因组稳定,防止通过维护染色体的端到端融合的表达端粒2通过隔离miR-23a repeat-binding因素。此外,潜在的触发差别GURADIN对这些细胞凋亡与衰老69年]。某些lncRNAs参与基因组的稳定性。R循环形成和细胞衰老据报道发生变更后的表达某些lncRNAs [70年]。此外,lncRNA CAIF可能显示转录因子功能槽阻塞p53-mediated myocardin转录(71年]。

随着基因,lncRNA介导细胞衰老的功能为龙头、或通过直接针对蛋白质。龙头、竞争与小分子核糖核酸和调节其他基因的影响,rna和蛋白质。lncRNA调节细胞衰老主要以这种方式。通过回收各种小分子核糖核酸,lncRNA可以防止它们绑定到目标,从而削弱其功能(72年]。除了基因表达的调节,骗取可能导致直接改变蛋白质的功能衰减关键蛋白质降解由小分子核糖核酸或缓解小分子核糖核酸的功能限制在特定的蛋白质73年,74年]。

虽然没有那么频繁的方式更直接和蛋白质成为lncRNA绑定的主要目标,从而改变其构象和表观遗传修饰,开始改变他们的下游通路。lncRNA可能结合转录因子或rna结合蛋白和形式polycomb压制性复合物调节下游基因(75年,76年]。

5。lncRNA-Induced巨噬细胞机制Inflammaging ARDs

通过三个目标,lncRNA操纵复杂的生物学行为。如表所示1检查参与组成分泌腺,变化引起lncRNA包括SASP表达式,即。upregulation基质金属蛋白酶,il - 1β、il - 6和TNF -α的差别,对这些基因的il - 4和il - 10,导致inflammaging和巨噬细胞衰老的标志之一77年]。另一个显著的表型是巨噬细胞的氧化应激。ROS在这些ARDs感应不是一个罕见的事件。氧化应激信号网络中包括线粒体、内质网和众多相互调节信号通路。氧化应激和自噬缺陷可能是最著名的相互监管的现象。自噬抑制诱导氧化应激引发的(78年)导致受损的线粒体和综合蛋白质的积累和rodex内稳态失衡,导致受损的蛋白质折叠能力,稳定溶酶体,ROS (32,79年]。这个循环通路导致aging-inducing inflammaging和促进SASPs的表达。与这一理论,结合现有证据lncRNA触发ROS, SASPs,或者两者兼有,因此呈现self-amplification系统目标基因,诱导inflammaging或蛋白质,微rna,加速细胞衰老,最终导致ARDs的恶化。这种恶化的循环不仅发生在疾病模型还在简单的衰老过程32),强调的观点inflammaging衰老是一个普遍存在的现象,促进老化或proaging ARDs的地位,是一个有前途的治疗目标。

抑制和pamp主要通过p53诱导细胞衰老信号通路,AIM2信号通路,NF -κB信号通路(24,25]。激活后,正常的细胞内稳态很容易中断下游基因产物的存在,在生产和间隙之间的平衡的破坏会导致增加和增加inflammasomes SASP表达式。过度的促炎因子加速衰老,增加ARDs的风险。更重要的是,SASPs包括两个恶性循环,从而形成级联(图2):(1)SASP inflammaging和属性是一个重要的致病因素。其中、il - 1、il - 6、引发MMP-3,和其他特殊因素可以引发inflammaging,而在这促炎细胞条件表达SASPs Rcor2通过激活和NF -κB信号通路(80年),导致第一个颓废的周期。(2)巨噬细胞衰老不可避免地伴随着细胞器功能下降。越来越多的证据表明,自噬是减少当细胞进入后期的衰老81年,82年]。在一个复杂的监管网络由许多其他细胞器,因此引发inflammaging自噬缺陷,形成第二个颓废的周期。

这些数据毫无疑问描述它们之间的相互关联和暗示的重要促进inflammaging对巨噬细胞衰老的影响。最近的研究在NLRP3 inflammasomes已经证明这种级联模型(83年]。NLRP3组装pamp的检测或抑制。此后,它通常激活相应的信号通路,NF -κB,诱导的表达SASPs和pyroptotic细胞死亡84年]。lncRNA调节的激活和表达NLRP3隔离微rna或抑制NF -κB磷酸化尿酸肾病或炎症反应(85年,86年]。事实上,一些研究报道,inflammaging会导致某些疾病(87年),尽管在这个领域的研究相对较少。因此,inflammaging可能是一个潜在的目标打击ARDs和延缓衰老。另一个有趣的方面是inflammaging强度的规定,可能通过影响lncRNAs,这样生物安全生存的衰老过程,不会导致疾病5]。

6。结论

inflammaging综述讨论了一个微妙的补充,强调系统性炎症的细胞发生中断的体内平衡。越来越多的证据表明,lncRNA调节炎症。表达水平的改变与促炎的相关各种lncRNAs各ARDs的表型。通过直接绑定到蛋白质或基因或间接作为龙头,lncRNA调节抗炎和促炎的过程(图3)。在巨噬细胞内稳态的破坏,SASPs, ROS和其他组件将形成一个self-amplifiable aging-promoting环境加速巨噬细胞衰老和旁分泌衰老和恶化ARDs。自噬缺陷、有害的氧化应激和DNA损伤inflammaging SASP表达式是主要的致病机制。他们的角色相互,这在很大程度上是不清楚他们是如何引发inflammaging。自噬缺陷减少ROS清除;线粒体活性氧积累损害,导致过多的有害的氧化应激。Inflammasomes组装抑制和激活下游促炎的识别信号,诱导SASPs的表达,包括白介素和基质金属蛋白酶的分泌。

由于炎性巨噬细胞的可塑性,异常激活或功能改变可能导致ARDs。糖尿病的发病率、癌症和动脉粥样硬化继续增加。这些ARDs及其并发症对全球公共卫生一个巨大的负担。尽管大量的研究表明,一些已经证明了巨噬细胞之间的联系inflammaging ARDs,中间细节值得进一步研究。目前的研究正试图利用巨噬细胞inflammaging ARDs。未来的研究需要更深层次和更广泛的工作。理论提出审查链接lncRNA ARDs和总结详细的分子机制联系。他们还阐明细胞inflammaging和宏观衰老表型之间的关系。这些理论将有助于指导为ARDs和其他inflammaging-related障碍寻找新靶点。鉴于lncRNA的新功能不断被发现,他们将永远被视为在ARDs的发病机理和lncRNA应当在这一过程中被发现。 Furthermore, pharmacotherapeutic intervention of macrophage senescence by senolytic compounds, like metformin, polyphenols, aspirin, and epigallocatechin gallate [88年),可能是一个新颖的方法来预防或治疗ARDs。然而,考虑到衰老巨噬细胞在不同条件下的不同功能,这还有待决定干预是有益的,可能利用clodronate脂质体或INK-ATTAC [89年,90年消除衰老巨噬细胞。

总之,lncRNA在巨噬细胞衰老的影响需要进一步调查,许多灰色区域调查。针对lncRNA inflammaging期间将是一个有趣的和有前途的方法来理解inflammaging治疗ARDs和有助于识别方法。

的利益冲突

作者宣称他们没有与本研究相关的潜在的利益冲突。

确认

这项工作得到了国家自然科学基金(81870779),四川国际科技合作与交流项目(2017 hh0078),以及国际科技合作项目成都市政管理局(2015 - gh02 - 00035赫兹)。

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