今天给各位翻译的是2025年《Bioengineering》期刊文章:New Insights into the Role of Cellular Senescence and Its Therapeutic Implications in Ocular Diseases。摘要衰老过程对各种生理系统产生深远影响,推动慢性退行性病变以及与增龄相关的病理改变进展。细胞衰老在衰老过程及多种与增龄相关眼部疾病的发生中起核心作用,这些疾病包括年龄相关性黄斑变性(AMD)、糖尿病视网膜病变(DR)、青光眼、白内障及眼表疾病。衰老细胞(senescentcells,SnCs)的累积及其分泌的促炎症和组织重塑因子——统称为衰老相关分泌表型(senescence-associated secretory phenotype,SASP)——会加剧慢性炎症、氧化应激和组织功能障碍从而促进疾病进展。本研究首次系统整合了细胞衰老在眼部疾病中的多重机制,揭示了不同信号通路在不同眼部病理过程中的差异调控机制,从而为这些疾病的发病机制提供了新见解。靶向SnCs的疗法,如衰老细胞清除剂(senolytics)、衰老细胞调节剂(senomorphics)、SASP调节剂、线粒体靶向抗氧化剂及表观遗传重编程,正作为再生疗法崭露头角;在临床前模型和临床试验中,它们展现出强效抗炎作用、恢复组织正常生理功能的能力并能成功修复眼部缺损,同时延缓衰老相关疾病的进展。本综述不仅总结了细胞衰老在眼部疾病中的作用,还深入探讨了潜在治疗策略,尤其从衰老生物学的独特角度突出了针对病因的根治性治疗新视角,有望为眼部病理的治疗开辟新方向。关键词:衰老细胞;衰老相关分泌表型;眼部疾病;衰老细胞清除剂;表观遗传重编程;氧化应激1.引言衰老是一种确定且普遍的生物学过程,逐步损害几乎每一个生理系统的功能完整性,形成一种累积性负担,从根本上重塑人类健康轨迹。与其他器官类似,眼睛也会随年龄增长发生功能衰退,这种情况在日益老龄化的群体中愈发常见。细胞衰老是一种基本的生物学机制,其特征是细胞增殖发生永久性停滞,通常伴随出现一种特征性的分泌谱,释放炎症介质和细胞外基质调节成分,统称为SASP[1,2]。最初,细胞衰老被认为是一种限制细胞不受控增殖、预防肿瘤发生的保护机制。然而越来越多的证据表明SnCs的累积与包括眼部疾病在内的多种年龄相关疾病的发生和进展密切相关[3]。SnCs通过分泌促炎症因子、细胞因子及其他SASP成分促进慢性炎症并对邻近组织产生旁分泌效应,最终驱动疾病进展。在眼科学领域,SnCs因其在AMD、DR、青光眼、白内障及眼表疾病中的作用而备受关注。研究表明这些疾病的发生和进展与细胞衰老及其病理过程密切相关。例如SnCs加速氧化应激、破坏细胞外基质稳态并损害组织修复机制,直接或间接促成眼部疾病病理。此外,SASP的多效性作用可呈现双重角色:在疾病早期提供修复性益处,而在后期驱动慢性炎症、组织降解和细胞死亡。近年来,旨在清除衰老细胞或调节其活性的治疗策略已成为治疗年龄相关性眼病的有前景的方法,纳米医学驱动的衰老细胞清除剂递送系统的进展即为例证[4]。这些策略包括选择性清除SnCs的衰老细胞清除剂以及旨在减轻其有害效应的SASP调节疗法[5]。这些创新方法不仅有望延缓疾病进展,还可能促进组织修复和功能恢复。本综述力求深入概述SnCs及其相关SASP的定义特征、生物学来源和功能角色。还将重点讨论细胞衰老在AMD、DR、青光眼、白内障和眼表疾病中的作用并探讨其潜在机制。此外,我们将审视靶向SnCs的治疗策略,包括衰老细胞清除剂、衰老细胞调节剂和分子通路调节剂——它们通过抑制炎症、恢复组织生理功能和促进眼部缺损再生发挥再生治疗作用。这些方法也为阐明衰老—眼健康之间的相互作用、推进针对年龄相关性眼病的临床干预提供了新视角。2.衰老细胞的特征细胞衰老由Hayflick和Moorhead于1961年首次发现,是决定细胞命运的关键机制,也被认为是衰老的标志之一[6]。现代观点将衰老描述为一个动态的、依赖环境的进程,其中SnCs经历连续的表型演变,跨越不同的功能状态[1,7]。这些细胞表现出标志性特征,包括不可逆的G1期细胞周期停滞、细胞形态重塑(肥大形态、多核、核膜扩张)、以SA-β-Gal活性为标志的溶酶体过度活化、大分子损伤的累积以及分泌多效性SASP(图1)[2,8,9]。由基因组不稳定性和代谢紊乱等多种内在/外在应激源激活的细胞衰老程序(表1),通过协调的DNA损伤反应(DDR)通路和表观遗传重塑汇聚[5]。这些分子事件最终激活两大核心肿瘤抑制轴:p53–p21CIP1基因组监护网络和p16INK4A–RB细胞周期终止模块[10]。这一机制框架构成了SnCs在维持组织稳态与驱动年龄相关病理之间扮演双重角色的基础。图1衰老细胞的特征。该示意图生动展示了与细胞衰老相关的表型改变:形态上细胞变扁平、增大;SA-β-半乳糖苷酶是鉴定的生化标志物;细胞周期停滞由p16和p53–p21通路介导,染色质形成SAHF;线粒体和糖酵解及凋亡敏感性发生代谢改变;此外衰老细胞分泌细胞因子、趋化因子等SASP因子。表1眼部疾病中细胞衰老的机制与通路诱导因素眼部语境中的衰老通路氧化应激RPE细胞慢性暴露于氧化应激诱导DNA损伤和线粒体功能障碍,导致p53–p21介导的衰老。慢性炎症视网膜或葡萄膜长期炎症信号激活NF-κB和细胞因子分泌(如IL-6、IL-8),强化SASP并促进衰老。代谢废物累积在AMD等疾病中,自噬受损及脂褐素或玻璃膜疣累积导致溶酶体应激、线粒体功能障碍和随后的衰老。光诱导损伤高能光暴露(如蓝光)对RPE细胞造成光氧化损伤,触发DNA损伤反应和p16–RB通路激活。年龄相关表观遗传改变随年龄的表观遗传漂移(如组蛋白修饰和DNA甲基化改变)破坏视网膜细胞基因表达,促进p16或p21表达和衰老。遗传改变•罕见致病突变:高外显率突变(如WRN、LMNA)导致单基因视网膜疾病(如视网膜色素变性)中DNA修复缺陷;•常见风险变异:GWAS鉴定的位点(如AMD中的CFH、ARMS2),效应较小(OR~1.2–3.0),与环境应激源相互作用。缺氧或缺血视网膜缺血诱导氧化应激和HIF-1α信号,可能导致内皮细胞衰老和新生血管功能障碍。衰老最初被视为组织培养条件下特有的现象。然而后续研究强调了衰老在病理和生理过程中的重要性(图2)。衰老在胚胎正常发育[11–13]、组织稳态维持以及组织重塑和修复调控[14]中发挥关键的生理作用,还参与伤口愈合[15,16]以及胰腺β细胞胰岛素的产生与释放[17]。此外,它通过阻止功能失调、受损或转化的细胞将基因组传递给后代而抑制肿瘤进展[18–23]。细胞衰老表现出依赖环境的双重性:在发育形态发生、伤口愈合和肿瘤抑制中发挥短暂的保护功能[24],而其慢性持续则通过促进机体衰老和衰老相关疾病变得具有病理后果[25]。图2 SASP的多样化功能。该示意图总结了衰老细胞(中心)通过SASP介导的效应:衰老细胞上方(红色)所示为SASP的有害后果,下方(绿色)所示为其有益效应。为精确调控细胞衰老的双重性质(病理性vs.保护性),近期研究强调解读“衰老密码”,即细胞类型特异性的表观遗传—代谢相互作用,塑造SASP的时空动态。这一思路与眼部疾病尤为相关。例如在AMD中衰老的视网膜色素上皮(RPE)细胞及其SASP谱促进炎症和疾病进展。未来策略可能包括基于CRISPR的SASP调控、靶向过渡期衰老的阶段特异性干预以阻止不可逆的细胞老化,以及利用线粒体—溶酶体依赖性进行细胞器特异性衰老细胞清除,用于治疗葡萄膜炎等炎症性眼病。这些方法有望在保留生理功能的同时重编程病理性衰老,为眼部疾病提供新治疗机遇。3.衰老相关分泌表型的简要介绍与分类大量研究证明SnCs分泌多种生物活性分子,如细胞因子、趋化因子、金属蛋白酶和生长因子,构成SASP。这些分子通过自分泌和旁分泌信号机制发挥作用,影响SnCs自身及邻近细胞群[26]。根据作用机制SASP因子可分为以下几类[27]:(1)受体介导类,包括生长因子(VEGF、FGF、HGF、TGF-β和GM-CSF)、趋化因子(GROα、GROβ、CCL-2、CCL-5、CCL-16、CCL-26和CCL-20)以及白细胞介素(IL-6、IL-8和IL-1α)[28];(2)调节分子,包括胰岛素样生长因子结合蛋白(IGFBP)、纤溶酶原激活物抑制剂(PAI)和金属蛋白酶组织抑制因子(TIMPs)[29];(3)直接作用分子,包括基质金属蛋白酶(MMP-1、MMP-10和MMP-3)以及丝氨酸蛋白酶,如组织型纤溶酶原激活物(tPA)和尿激酶型纤溶酶原激活物(uPA)[29]。多项体外和体内研究将SASP的多功能效应归因于单个蛋白成分[29]。例如,IL-6、IL-8和CCL2等SASP成分促进肿瘤细胞生长[30,31];VEGF刺激血管生成,PAI-1、IGFBP7、IL-6和IL-8则促进细胞衰老的增强[28,30,32,33]。研究表明TGF-β家族配体、VEGF和CCL2参与细胞衰老[34],而PDGF-AA促进伤口愈合[16,35]。在SnCs中转录激活增强了上述众多SASP成分的表达[28,32,36]。然而SASP的许多生物活性成分可触发炎症反应、损害组织有序性并促进癌变进展[37]。值得注意的是阻断IL-6等SASP因子仅能部分减弱旁分泌衰老,提示还存在其他信号通路[38,39]。越来越多的证据表明SnCs分泌的细胞外囊泡(EVs)具有独特性质并像SASP生物活性分子一样参与调节靶细胞行为[40–44]。尽管确切机制尚待完全阐明,但衰老相关EVs可作为可溶性SASP因子的平行信号通路,尤其在长距离细胞间通讯背景下。因此SnCs释放的EVs被称为衰老相关EVs,是SASP新近确定的组成成分[45–47]。4. SASP的多效性效应SASP是SnCs的标志,通过受调控地分泌生物活性因子介导细胞间通讯,这些因子包括免疫调节因子(IL-6/IL-8)、蛋白酶抑制剂(PAI-1)、代谢调节因子(IGFBP7)和细胞外基质修饰因子。这一信号级联发挥双重功能:(1)通过趋化因子驱动的吞噬细胞募集促进SnCs清除并通过自分泌CDKN1A/p21激活强化生长停滞;(2)通过TGF-β配体、VEGF和单核细胞趋化因子(CCL2/CCL20)诱导邻近细胞发生旁分泌衰老从而建立利于衰老的微环境。机制研究证实SASP成分在体外维持细胞周期退出并在体内发挥依赖环境的肿瘤抑制或致病效应[28,34,48]。一方面,SASP在协调许多与急性衰老相关的额外益处中发挥关键作用(图1)。SASP在向巨噬细胞、T细胞和自然杀伤(NK)细胞等多种免疫细胞传递信号方面至关重要[2]。衰老的成纤维细胞在伤口愈合过程中发挥关键作用[16]。在组织损伤时SASP可促进邻近细胞的重编程[49];此外,SASP增强这些邻近细胞的可塑性和干性特征从而有助于整体再生过程[50]。这些再生效应意味着SASP的短期激活在组织修复或器官发生等情境中可能有益,在设计靶向衰老疗法时应予以考虑以避免破坏生理性修复机制。SASP还有助于解释化疗副作用,包括骨髓抑制、心功能障碍、凝血和肿瘤复发[51,52]。近期发现SnCs在哺乳动物器官发育过程中短暂出现[53]。在此背景下,SASP因子在诱导邻近细胞分化和发育过程中清除多余细胞方面发挥关键作用[53]。因此,SASP因子具有协调细胞命运重编程的卓越能力[11,12,16,49,54,55]。这些发现凸显了生理性SASP在时间上受限且高度受调控的特性,与衰老和疾病中的持续激活形成鲜明对比。尽管SnCs有许多有益效应,我们应更关注其不利影响。SASP已被证明能促进上皮-间质转化(EMT)并促进肿瘤血管生成,这表明其具有显著的促肿瘤特性[56]。例如癌前肝细胞释放的SASP可募集未成熟的髓系细胞,后者进而抑制NK细胞活性,最终促进肝细胞癌(HCC)的发生[57]。衰老机体特征的慢性低度炎症,临床上称为“炎症衰老”(inflammaging),通过持续的免疫—代谢失调成为老年共病发病的关键病理生理驱动因素[58]。清除SnCs可降低老年小鼠的促炎症细胞因子水平[59,60],提示SASP也可能参与炎症衰老。有趣的是即使植入极少量SnCs也能诱导机体功能障碍并充分升高全身炎症[61]。SASP还可能通过破坏组织稳态的微妙平衡参与疾病发病机制,可诱导脂质代谢改变和皮肤表型变化,导致皮肤表型和脂肪萎缩等常见于衰老小鼠的变化[62]。衰老的树突状细胞呈现上调的干扰素刺激基因特征伴抗原提呈受损,而单细胞受体谱分析显示CD8⁺T细胞免疫随年龄重塑,特征为克隆多样性收缩以及效应、细胞毒性、耗竭和年龄相关B细胞(ABC)群体的扩增[63]。SASP的多效性和矛盾表现由多种决定因素动态调控,包括衰老诱导刺激、细胞谱系特异性和微环境条件[2]。这种变异性影响着衰老在不同眼部疾病中的角色:在AMD中,衰老的RPE细胞分泌VEGF、IL-6和补体蛋白,促进炎症和新生血管形成[64];在青光眼中,衰老的小梁网细胞释放TGF-β和MMP-9,导致房水流出受阻[65];在干眼症(DED)中,衰老的角膜和结膜细胞产生IL-1β、IL-8和MMP-3,破坏屏障完整性并维持炎症[66]。这些细胞类型特异性的SASP谱凸显了“环境”在理解眼衰老相关病理中的重要性并强调需要靶向的、疾病特异性的治疗策略。综上所述,SASP的动态和依赖环境的特性意味着其治疗操控必须精准定时且组织特异。仍需进一步机制研究来阐明不同衰老诱导通路如何塑造不同眼部细胞类型的SASP组成并开发既能减轻其有害效应又能保留生理益处的干预措施。5. SASP的调控接下来我们总结其调控的潜在机制。尽管激活SASP的确切触发因素仍不清楚,但它们常与DNA损伤反应(DDR)密切相连并协同引发SASP诱导所必需的转录程序[2]。然,已证明若干独立于DDR的替代通路能够激活不同类别的SASP蛋白[67]。此外,细胞衰老中脂质稳态通路的改变可作为识别SASP脂质成分的有价值标志物[68]。SnCs在细胞外囊泡分泌机制中也表现出独特的调控模式,导致囊泡释放动力学显著改变[69,70]。本节重点阐明控制SASP蛋白表达的关键分子通路,包括其相互连接和调控网络(图3)。图3 SASP的调控。示意图展示参与SASP诱导的各种因子:传感器、受体和配体以红色标注,胞内信号组分以橙色标注,转录因子以黄色标注。缩写:(CCF)细胞质染色质灶;(DSB)双链断裂。5.1 SASP诱导SnCs通过先天免疫传感器识别分子危险信号来激活SASP[2]。关键传感器如识别胞质RNA的RIG-I以及识别损伤相关分子模式(DAMPs)的炎症小体,在介导SASP相关炎症中至关重要[34]。其中NLRP3炎症小体通过激活炎症级联或焦亡参与SASP诱导[71]。此外,胞质DNA(如线粒体DNA和细胞质染色质片段,CCFs)作为关键信号分子,通过环GMP-AMP合酶—干扰素基因刺激因子(cGAS-STING)通路激活SASP[72,73]。该通路激活TBK1进而触发IRF3和NF-κB促进炎症反应[2]。持续的DDR和线粒体功能障碍进一步通过产生胞质CCFs增强SASP[74]。其他因素,如代谢通路改变(NAD⁺/NADH比值和NAMPT活性)也调控SASP,将代谢变化与炎症联系起来[62]。综上,这些信号协调SASP诱导所需的转录程序,在衰老和年龄相关疾病的进展中发挥关键作用。5.2信号通路DDR与NF-κB通路。NF-κB是SASP的关键调节因子,协调白细胞介素、趋化因子、生长因子和其他炎症介质的表达,塑造衰老微环境[36,75,76,77]。在其调控网络中,DNA修复蛋白聚(ADP-核糖)聚合酶1(PARP1)与ATM激酶形成级联激活轴,在IKK复合物激活前启动NF-κB信号[30,78]。KB是一种选择性NF-κB共激活因子,特异性调节IL-6和IL-8等关键SASP成分[79]。同时,转录因子C/EBPβ与NF-κB协作协调CXCR2和促炎症SASP基因的转录程序,而氧化应激传感器蛋白激酶D(PKD)通过直接与NF-κB相互作用微调IL-6/IL-8的表达[48,80,81]。细胞表面受体CD36[82]和CD40L[83]作为分子界面,转导衰老诱导信号以激活NF-κB–SASP级联。值得注意的是DDR组分(包括ATM-CHK2、ATR和GATA4)与NF-κB协同放大促炎症SASP产生,建立多层次的调控框架[18,36,84]。p53–p21与p16–Rb通路。SnCs的核心特征是不可逆的增殖停滞,由p53–p21和p16–pRB信号轴协同调控,两者也参与SASP的精细调节[85]。在p53缺陷的HCC模型中,恢复p53功能不仅诱导细胞衰老,还产生具有免疫激活特性的分泌谱[86]。作为关键调控枢纽,p53通过抑制促炎症SASP因子维持稳态,其功能丧失导致多种衰老模型(复制性、处理诱导性和癌基因诱导性)成纤维细胞中炎症因子的异常累积[31,87]。MDM2抑制剂nutlin-3a通过稳定p53蛋白水平显著降低治疗诱导衰老(TIS)细胞中的SASP[31,87]。在MiDAS(有丝分裂灾变诱导衰老)模型框架中,p53的基因缺失显著上调IL-1α和IL-1β等促炎症细胞因子,而慢性给予nutlin-3a在诱导细胞衰老的同时维持SASP静默[67,88]。值得注意的是通过p16过表达或长期CDK4/6抑制建立的DDR非依赖性衰老状态表现出独特的p53依赖性分泌谱(p53-arm),包含IGFBP3等p53直接靶基因产物和ISG15等干扰素通路相关因子,尽管缺乏典型炎症因子[67,89]。在调控网络层面分析,p21通过Rb依赖性机制促进CXCL14和IGFBP3等早期分泌因子的表达,从而激活免疫监视功能[90];而p16除介导细胞周期阻滞外,还是OIS和治疗诱导衰老模型中SASP表达所必需的调控元件[91]。这种多维调控特性揭示了p16在SASP网络中的枢纽地位——既参与经典炎症因子的表达控制,又通过p53-arm机制协调非典型分泌程序,显示了其在塑造衰老微环境中的复杂生物学功能。p38 MAPK与mTOR通路。在肿瘤发生中,致癌性RAS通过持续激活p38 MAPK信号级联及其下游效应分子MEK诱导早衰,进而通过调控p53/p16肿瘤抑制通路发挥作用[74]。值得注意的是p38 MAPK是首个被发现可独立于DDR直接激活NF-κB介导的SASP的关键调节因子[74]。肿瘤微环境中的衰老成纤维细胞通过p38 MAPK介导的mRNA稳定机制维持SASP因子表达,进而促进恶性进展[92]。化疗后,ATM激酶激活的TAK1–MAP3K7复合物通过上调转录因子ZSCAN4驱动SASP产生形成TAK1–ZSCAN4调控轴,协同激活p38 MAPK/mTOR信号网络[93]。mTOR信号通路通过双重调控轴放大促炎症SASP:(1)增强膜锚定IL-1α的生物发生并增强NF-κB转录激活[39];(2)通过MK2介导的磷酸化使mRNA衰减调节因子ZFP36L1失活,建立自我强化回路以稳定SASP转录本(如IL-1α)并通过转录后控制机制放大炎症信号[38,39]。与此机制一致,mTOR抑制剂雷帕霉素已被证明能有效抑制促炎症SASP[38,39]。AMP活化蛋白激酶(AMPK)在生理性低氧条件下通过抑制mTOR活性拮抗有害的SASP分泌[94]。与其形成调控网络相互作用的JAK-STAT通路,通过与p38 MAPK/mTOR信号串扰协同促进促炎症SASP表达并参与衰老相关的功能衰退[95]。C/EBPβ通路。CCAAT/增强子结合蛋白(C/EBP)家族是SASP基因表达的关键调节因子,在激活和抑制通路中均表现出双重调控能力[96]。成员间结构保守,这些转录因子包含四个功能域:DNA结合域(DBD)、反式激活域(TAD)、亮氨酸拉链二聚化界面和调控域[97]。C/EBPβ与C/EBPγ亚型之间存在功能性拮抗:C/EBPβ通过DBD介导的结合炎症介质(IL-1β、IL-6、IL-8、CXCL1和CXCL7)启动子驱动SASP激活[97,98],而C/EBPγ异源二聚体则拮抗衰老进展并抑制SASP转录[99]。机制研究揭示C/EBPβ同源二聚体对RAS诱导的早衰不可或缺,而C/EBPβ:C/EBPγ异源二聚化形成显性负性复合物,抑制衰老相关生长停滞[99]。结构分析表明C/EBPγ缺乏功能性TAD并形成不稳定的同源二聚体,其缺失会触发肿瘤细胞衰老和增殖缺陷[99]。关键的是遗传补偿实验证实了C/EBPγ的促生长功能——C/EBPβ敲除可挽救C/EBPγ缺陷细胞的增殖损伤,确立C/EBPγ既是致癌驱动因子又是衰老抑制因子[99]。NOTCH1通路。进化保守的NOTCH1信号通路通过对C/EBPβ的调控对SASP动态施加时间控制。在辐射诱导衰老(RIS)的早期阶段,NOTCH1上调直接抑制C/EBPβ转录活性,增强SnCs中TGF-β1和TGF-β3的表达。这种抑制效应在RIS后期逆转,此时NOTCH1活性降低,使C/EBPβ介导促炎症细胞因子的诱导成为可能。层次机制分析进一步确定IL-1α作为激活C/EBPβ以扩增下游SASP成分的主上游调节因子。这些分阶段相互作用确立NOTCH1为SASP编程的双向调节因子,通过抑制C/EBPβ协调TGF-β主导的早期反应和细胞因子驱动的慢性炎症[77,100,101]。JAK-STAT通路。JAK/STAT(Janus激酶/信号转导与转录激活因子)通路是多种生物学过程的关键调节因子,包括免疫反应、组织再生、造血、凋亡、炎症和脂肪形成[102]。该级联包含四个JAK激酶(JAK1、JAK2、JAK3和TYK2),通过下游STAT蛋白(STAT1、STAT2、STAT3、STAT4、STAT5a、STAT5b和STAT6)发挥作用[103]。值得注意的是JAK-STAT信号在SnCs中的活性显著高于非衰老对应细胞[103]。衰老脂肪组织中衰老前脂肪细胞的累积促进了促炎症SASP的形成从而放大脂肪微环境中的局部炎症反应[95]。Xu等对年龄相关炎症过程中的JAK/STAT级联进行了机制研究,证明该药理学的减弱可显著降低衰老前脂肪细胞培养物和原代人脐静脉内皮细胞(HUVECs)中的SASP因子分泌[95]。同样,Chen等的研究强调衰老导致肌腱组织内衰老肌腱干/祖细胞(TSPCs)的累积,其中升高的JAK-STAT活性在此过程中发挥关键作用[104]。其研究还表明用AG490抑制JAK-STAT通路可减轻衰老相关特征并恢复自我更新、迁移、干性和肌动蛋白细胞骨架动力学等重要功能[104]。除细胞衰老和炎症作用外,JAK-STAT信号还参与重症COVID-19的病理生理,尤其在细胞因子释放综合征的发生中[105,106]。这些发现共同强调了JAK-STAT信号在衰老相关炎症和疾病病理中的核心地位,突显其作为治疗靶点的潜力。胞质DNA–cGAS-STING通路。cGAS-STING信号轴作为SASP的关键调节因子,通过干扰素介导的炎症编程发挥作用[107–109]。SnCs中DNA降解酶DNASE2和TREX1活性降低,使胞质DNA累积,通过持续的基因组碎片触发cGAS-STING信号[110]。该过程由TOP1切割复合物(TOP1cc)和G3BP1促进,它们增强cGAS对CCFs的识别和结合——这是SASP诱导的关键步骤[111,112]。功能上阻断cGAS或STING可显著减弱TIS中的NF-κB激活,证实二者在SASP调控中的相互依赖性[109]。机制上,TLR2在OIS期间通过cGAS-STING协调放大免疫相关SASP成分,而衰老后期上调的LINE1逆转录转座子通过胞质cDNA介导的通路激活维持干扰素信号[72,113]。近期发现表明线粒体外膜透化(miMOMP)使BAX/BAK介导的内膜疝出,将线粒体DNA(mtDNA)释放到胞质中,触发cGAS-STING依赖性SASP产生[114]。值得注意的是mtDNA驱动的cGAS-STING激活不仅协调SASP,还传播年龄相关的慢性炎症,确立该通路为衰老相关炎症网络的核心整合者[107–109,115]。6.眼部衰老细胞的生理特征全球老龄化人口快速增长,许多年龄相关疾病随这一人口结构转变而涌现。由慢性应激驱动的SnCs持续累积是衰老的标志,也是年龄相关疾病的关键促成因素[116]。与其他成熟组织类似,眼衰老可由多种外源性和内源性刺激启动(表1)。与衰老相关的眼部病理通常在六十岁以后发病,由核心衰老机制的多因素相互作用形成,包括蛋白稳态失调、遗传易感性和累积的环境暴露。随着年龄增长,有害应激源的累积可能引发病理改变,包括神经元树突出芽和胶质细胞活化[117,118]。这些改变可最终导致视网膜变性并增加视力损害风险[119]。在年龄相关性视网膜疾病中AMD、DR和青光眼是主要病理,常与白内障并存[120]。除影响视网膜系统外,年龄增长也对眼表产生一定影响,可导致干眼症(表2)。表2眼部疾病中的细胞衰老及治疗策略疾病衰老细胞类型/机制关键衰老标志物代表性SASP成分新兴治疗意义DR视网膜微血管的内皮细胞衰老;SASP驱动的血管功能障碍p16INK4a、p21、p53、IGFBP3IL-6、IL-1β、VEGF、MCP-1衰老细胞清除剂(UBX1325)、cGAS-STING抑制剂、抗氧化剂、IL-6反式信号阻断AMDRPE细胞衰老;SASP驱动的炎症和玻璃膜疣累积p16、p21、p53、BMP4IL-6、IL-8、MMPs、VEGF、补体蛋白衰老细胞清除剂、自噬增强剂、Piezo1–BMP4抑制剂、PGAM5调节剂青光眼小梁网和RGCs衰老;流出阻力增加导致眼压升高p53、p21、p16、TGF-β1IL-6、IL-8、MMP-9、TNF-α衰老细胞清除剂(Dasatinib、Quercetin)、mTOR抑制剂、线粒体抗氧化剂、OSK因子白内障晶状体上皮细胞衰老;自噬功能障碍和氧化应激诱导的蛋白聚集p21、LC3、p62IL-6、ROSHO-1/TFEB轴激活剂、自噬调节剂、抗氧化疗法DED泪腺和睑板腺衰老相关炎症;SASP驱动的免疫失调p16、8-OHdG、SASP细胞因子IL-1β、MMP-3、MMP-9、IL-6衰老调节型滴眼液、间充质干细胞疗法、mTOR抑制剂、线粒体转移自身免疫/炎症性眼病衰老相关免疫功能障碍促成自身免疫性葡萄膜炎的慢性炎症p16、p21、IFN-γ、IL-17AGM-CSF、IL-17、IFN-γ、TNF-αJAK-STAT抑制剂、免疫衰老调节剂、Foxp3⁺Treg重编程缩写:SASP——衰老相关分泌表型;IL——白细胞介素;MMPs——基质金属蛋白酶;RPE——视网膜色素上皮。作为人体代谢最活跃的组织之一,视网膜需要持续供应氧气和必需营养素以维持其复杂结构并确保正常生理功能[121,122]。血管生成受损以及氧和营养素供应的长期紊乱可触发关键视网膜组织的应激反应,最终促进细胞衰老[123]。与细胞衰老相关的病理特征(包括细胞周期检查点调节因子p53、p16 INK4a和Cdkn1a/p21 CIP/WAF1的上调以及应激反应介质PAI-1和PML核体)的检测,与多种视网膜病变亚型中衰老细胞群的累积相关[122]。在缺血性视网膜病变中,神经细胞和血管细胞对缺氧和氧化应激的反应因视网膜层而异:在出生后第14天(P14),衰老最初出现在无血管区域,随后扩展至病理性视网膜小胶质细胞和血管簇[122]。有趣的是凋亡在内核层(INL)更频繁,而负责向大脑传递视觉信号的自视网膜神经节细胞(RGCs)主要呈现衰老表型[122]。在原发性开角型青光眼(POAG)中小梁网可检测到衰老标志物;这些细胞的衰老损害其功能,减少房水流出并导致眼压(IOP)升高[124]。这种与年龄相关的流出减少还与RGC数量减少相关[124]。在急性青光眼小鼠模型中,细胞衰老的关键因子p53参与RGC死亡,p53缺陷小鼠的RGC得到保护即证明了这一点[23,125]。此外,青光眼诱导的视网膜损伤实验模型显示显著的SASP激活,表明眼高血压触发视网膜组织的衰老相关炎症信号[125]。视神经胶质细胞(主要是星形胶质细胞以及较小程度的小胶质细胞)经历显著变化,包括过度反应性和重塑形成促炎环境,促进RGC轴突死亡[126,127]。反应性星形胶质细胞分为两种亚型:A1与神经缺血及神经毒素和补体基因上调相关,A2与神经炎症及神经营养因子上调相关[126,128,129]。这些反应性星形胶质细胞分泌毒素对RGCs施加应激,刺激胶质活化并启动涉及TGF-β1、TNF、CASP3和p53等蛋白的分子级联[126,130,131],可能促成青光眼和年龄相关的RGC丢失[132,133]。影响小胶质细胞表型的因素可能源于衰老的视网膜环境或内在的与年龄相关的改变,如脂褐素的累积,可增强小胶质细胞活化并改变补体基因表达,从而驱动致病性小胶质细胞表型的出现[134]。此外,视网膜胶质细胞表现出与年龄相关的改变,衰老导致星形胶质细胞和Müller胶质细胞活化,表现为GFAP免疫反应性增强、细胞层增厚和细胞突起延伸[119]。衰老是AMD发生的关键促成因素,其患病率在60岁以上人群中显著升高。随着年龄增长,视网膜经历结构和生理改变,包括视网膜神经元减少和RPE中脂褐素的累积,后者在暴露于光和氧气时可产生活性氧(ROS)[135]。细胞衰老以p16、p21和p53等标志物上调为特征,发生在视网膜神经元而非血管或神经胶质中,导致视杆光感受器、RGCs和视杆双极细胞丢失[120]。遗传因素也调节视网膜衰老和变性的易感性。例如SIX6风险变异被证明可升高p16/INK4A水平导致RGC衰老;而在衰老视网膜中累积并构成玻璃膜疣成分的淀粉样蛋白-β(Aβ)可触发RPE细胞衰老[136]。罕见致病性变异(次要等位基因频率[MAF]<0.1%),如WRN(OMIM277700)中的变异,遵循孟德尔遗传模式;而AMD则与CFHrs1061170(MAF~35%)等常见变异相关,这些变异等位基因频率较高,需要整合多基因风险评分以实现准确的风险预测和临床解读[137]。这些发现共同凸显了衰老、遗传易感性和细胞衰老在AMD发病机制中的相互作用并强调靶向衰老视网膜神经元和RPE细胞的治疗潜力。目前,视网膜细胞衰老异质性的机制及其微环境调控网络尚未完全阐明。未来需要整合单细胞多组学、高分辨率时空分析和基因编辑技术以识别关键节点分子并针对人类病理开发特异性干预策略。同时也应关注衰老与再生之间的动态平衡(如Müller细胞的重编程)并探索逆转衰老表型而非简单清除衰老细胞的新型治疗范式。7.细胞衰老在眼部疾病中的机制见解7.1糖尿病视网膜疾病DR是全球工作年龄成人失明的主要原因[145],其特征是视网膜进行性的神经血管变性[146,147]。视网膜的高代谢需求和血管复杂性使其易受糖尿病诱导的代谢紊乱影响,尤其通过糖尿病黄斑水肿(DME)中可见的内皮屏障功能障碍[148]。越来越多的证据将细胞衰老定位为DR的核心致病机制,在临床标本和糖尿病视网膜病变实验模型中都观察到SnCs的显著累积[122,139,149–153]。cGAS-STING轴是DR发病机制中关键的衰老—炎症连接枢纽[138]。糖尿病视网膜显示STING和衰老标志物(p16 INK4a、p21、p53和Igfbp3)的协调上调,尤其在增殖性DR患者和链脲佐菌素诱导模型的视网膜内皮细胞(RECs)中[138,153,154]。机制上,STING通过其经典的TBK1/IRF3/IFN-β轴激活,不仅通过I型干扰素反应放大DNA损伤驱动的衰老[107,155–158],还直接损害REC屏障完整性,在细胞衰老与DME相关血管病理之间架起分子桥梁[138]。当前研究强调DR相关内皮衰老中的cGAS-STING轴,但忽视了细胞类型特异性的触发因素(如线粒体vs.核DNA损伤),也未解决2型糖尿病中肥胖相关炎症如何协同放大STING激活——这一空白是STZ诱导的糖尿病模型所无法模拟的。高血糖可能通过RECs中mtDNA渗漏驱动血管特异性衰老,而神经元通过PINK1/Parkin介导的线粒体自噬逃避这一过程,提示选择性靶向非经典STING–STAT3–VEGF轴可减轻DME,同时不损害全身抗病毒防御。7.2年龄相关性黄斑变性(AMD)AMD是55岁以上人群不可逆视力丧失的主要原因,目前全球约影响2亿人,预计到2040年将达到2.88亿例[64,159,160]。这种具有多因素病因的复杂神经退行性疾病呈现两种特征性表现:(1)含脂质—蛋白—矿物质复合物聚集的视网膜下细胞外玻璃膜疣形成;(2)RPE细胞累积性退化伴光感受器细胞萎缩[161]。新证据表明血管功能障碍对AMD发病机制至关重要,早期脉络膜改变包括脉络膜毛细血管内皮细胞丢失、血管密度降低及随后的新生血管形成,破坏Bruch膜[162–164]。这些病理改变最终导致纤维瘢痕形成和RPE脱离,促成中心视力丧失[163,164]。除血管改变外,细胞衰老已成为AMD进展的关键机制,尤其影响RPE和血管内皮细胞。与年龄累积的衰老RPE细胞以衰老标志物(p16 INK4A、p21 CIP1、p53和BMP4)上调和形态改变为特征,与玻璃膜疣形成和黄斑变性相关[165–167]。衰老RPE的功能衰退损害外层血—视网膜屏障,形成利于氧化损伤和线粒体功能障碍的环境[168,169]。尽管线粒体DNA损伤在AMD患者中被确认,线粒体与核DNA损伤反应的相对贡献仍不清楚[169]。近期研究将PGAM5(一种通过DRP1去磷酸化调节分裂的线粒体磷酸酶)视为AMD相关衰老的新型调节因子[140,170,171]。小鼠模型中PGAM5缺陷诱导线粒体过度融合、活性氧/氮物种(RONS)升高并通过mTOR和IRF/IFN-β通路激活加速RPE衰老[140]。矛盾的是PGAM5敲除对年轻小鼠急性氧化应激提供保护,提示其对RPE存活存在年龄依赖性效应[140]。这些发现将PGAM5置于线粒体动力学、氧化应激和衰老——AMD发病机制的关键通路——的交汇处。尽管PGAM5缺陷与线粒体过度融合和RPE衰老加速相关,当前研究忽视了其年龄依赖性悖论:年轻时有保护性,衰老时则具退行性。此外,这种双重性源于相互作用伙伴(如mTORvs.IRF/IFN-β)的变化还是组织特异性氧化还原阈值,仍不清楚。此外,玻璃膜疣介导的机械应力可与RPE衰老协同。通过激活Piezo1等机械敏感离子通道,触发钙依赖性BMP4/SMAD信号侧向传播衰老。靶向Piezo1–BMP4串扰提供了打破这一前馈回路的可能,同时保持正常的线粒体分裂。SASP在AMD进展中发挥核心作用,尽管其在不同细胞类型中表现各异。有丝分裂后的光感受器和增殖性RPE细胞可能通过不同机制经历衰老,但两者都通过SASP介导的炎症和组织重塑促成退行性过程[140]。鉴于这些机制的复杂性和细胞类型特异性,治疗策略必须精确适配潜在的衰老通路。代表性方法及临床应用将在第8节进一步讨论。7.3青光眼青光眼是全球不可逆失明的主要原因。约3.5%的40–80岁人群患青光眼。随着老年人口增长,预计到2040年将有约1.118亿人患青光眼[172]。该病的特征是RGCs及其轴突的进行性变性最终导致视力损害。尽管高IOP和衰老仍是主要风险因素[65,173],全基因组关联研究(GWASs)已鉴定出多个与POAG相关的常见易感位点,包括SIX1-SIX6和CDKN2A/B(p16INK4A)[174,175]。这些变异赋予中等风险并贡献于一般人群的疾病易感性,与MYOC(Myocilin)和OPTN(optineurin)等罕见、高外显率突变(导致单基因、早发性青光眼)形成对比[176,177]。新证据表明自噬失调参与青光眼发病机制。临床研究揭示青光眼患者自噬活性降低,尤其在剥脱综合征患者中[178–180]。矛盾的是小鼠模型同时显示自噬的保护和有害作用:增强线粒体自噬在青光眼模型中通过清除功能失调的线粒体发挥神经保护作用[181,182],而用3-MA进行药理自噬抑制反而减少RGC死亡[183]。与年龄相关的蛋白稳态衰退可能加剧这种二分法,Ambra1⁺/⁻小鼠研究显示与年轻对应物相比,老年突变体中Nrf2/Bnip信号受损和氧化应激增加[184]。自噬—泛素轴似乎与青光眼病理尤为相关。自噬相关蛋白TBK1和OPTN(两者均通过泛素—LC3相互作用参与货物识别)的突变已与该病相关联[185]。值得注意的是这些蛋白的过度激活在体外诱导凋亡性细胞死亡[186]。同时,泛素—蛋白酶体系统(UPS)功能障碍成为一个促成因素。剥脱综合征患者的比较分析显示与健康对照相比,泛素表达降低、蛋白酶体活性下降和ER应激升高[187]。这些发现与DBA/2J青光眼小鼠一致,显示视黄醇泛素水平随年龄依赖性降低和RGCs中泛素化mitofusin2的累积[181]。自噬和UPS功能障碍之间的相互作用可能在青光眼中形成病理反馈回路。高血压DBA/2J小鼠中受损的自噬流与疾病进展和泛素化蛋白累积相关[188]。这种细胞清除机制的双重失败可能加剧线粒体功能障碍和氧化应激,最终驱动RGC变性。7.4年龄相关性白内障年龄相关性白内障是全球失明的主要原因,主要通过晶状体逐渐混浊影响50岁以上人群[189]。该病理的核心是晶状体上皮细胞(LECs),其调节对光学清晰度至关重要的晶状体微环境[190]。衰老导致进行性LEC耗竭(约75年间14%),氧化应激加速这一过程,当超过细胞代偿能力时触发白内障形成[190–192]。机制级联涉及氧化应激介导的LEC凋亡和自噬失调——细胞衰老过程中持续的自噬活性促进p62支架蛋白降解,破坏促生存信号并引发早衰[193]。药理自噬抑制通过维持p62水平和减轻凋亡通路展现出治疗潜力[193],强调需要阐明自噬在LEC稳态和白内障发病机制中的双重角色。疾病复杂性还延伸至蛋白稳态改变。受损的自噬和晶状体蛋白修饰(突变/聚集)通过氧化蛋白和不可溶性晶状体蛋白复合物的累积协同驱动白内障形成[194,195]。「白内障负荷」假说假定年龄依赖性的分子应激源累积影响晶状体的生物物理学(大小、刚性和折射特性)和生物化学(膜结合α-晶状体蛋白伴侣失调)[142,196,197]。这些累积变化破坏晶状体管理变性蛋白的能力,蛋白聚集既是生物标志物也是眼衰老病理的效应器。尽管氧化应激和自噬失调是LEC衰老和白内障形成的公认促成因素,自噬的保护与有害作用之间的精确平衡仍未被完全理解。值得注意的是尽管药理自噬抑制已被证明可维持p62并减轻凋亡,过度的自噬抑制可能损害细胞蛋白稳态,加剧晶状体蛋白聚集和晶状体混浊。因此,未来研究应聚焦于界定自噬从保护机制转变为致病驱动因素的阈值,从而开发在不损害晶状体稳态的前提下微调自噬流的靶向干预。7.5干眼症眼表对于保护眼内结构和通过泪膜维持角膜光滑至关重要,这对最佳视力不可或缺。然而衰老增强了眼表对外部因素的易感性,促成如DED等常见年龄相关疾病,其特征是泪膜不稳定、眼表炎症和神经感觉功能障碍[198,199]。随着年龄增长,泪液量减少、泪膜破裂时间缩短、泪液渗透压升高[200–206],同时促炎症细胞因子水平升高、胰岛素样生长因子(IGF)-1降低,这与DED显著相关。眼表免疫细胞群体的比例和质量随年龄变化[207,208],可能将细胞衰老与免疫功能障碍及DED病理联系起来。与年龄相关的泪腺改变包括腺泡密度降低、炎症细胞浸润增加和氧化应激标志物(如8-羟基脱氧鸟苷,8-OHdG)水平升高,促成DED[209,210]。衰老相关的T(SA-T)细胞和额外免疫细胞浸润老年小鼠泪腺,表明细胞衰老可能参与DED病理[211]。与年龄相关的改变也影响睑板腺,影响睑板腺细胞中过氧化物酶体增殖物激活受体(PPAR)-γ的表达,由Dickkopf样顶体蛋白1(Dkkl1)调控[212,213],导致烃链有序性和相变温度改变[214]。这些变化可能促成人类睑脂随年龄发生的脂质组成改变[215]。老年小鼠睑板腺细胞显示细胞角蛋白1表达降低,可能促成黏膜皮肤交界处(MCJ)的前向迁移[216]。衰老诱导显著改变损害睑板腺功能,包括腺体脱落、开口堵塞、囊状扩张、导管过度角化以及睑脂组成改变[217,218]。睑板腺功能障碍在老年人群中普遍存在并通过促成泪膜不稳定和泪液高渗性在干眼的恶性循环中发挥关键作用[217]。细胞衰老可能促成年龄相关性DED中泪腺和睑板腺功能障碍。然而SASP因子是否直接抑制睑板腺细胞中的脂质合成或间接影响泪液分泌尚不确定。衰老的腺体上皮与眼微生物群之间的相互作用也未被研究。为推进超越对症治疗,未来研究应聚焦于单细胞转录组分析、靶向的衰老细胞调节疗法(如IL-1α/β中和微粒)以及用于恢复睑板腺细胞功能的线粒体转移。7.6自身免疫性和炎症性眼病自身免疫性葡萄膜炎(AU)是一种靶向中枢神经系统(CNS)的炎症性疾病,表现为免疫介导的眼损伤,是获得性失明的主要原因之一[219,220]。AU发病机制机制主要源自实验性自身免疫性葡萄膜炎(EAU)模型,该模型再现了人类疾病的关键免疫病理特征[221]。淋巴结(LNs)作为外周免疫枢纽,促进协调的免疫细胞相互作用,对适应性免疫和病原监视至关重要[222]。与年龄相关的淋巴组织重塑涉及结构紊乱(如成纤维网状细胞网络破碎)、趋化因子引导的淋巴细胞运输受损和生发中心反应减弱[223,224]。有趣的是老年EAU小鼠模型通过Th17细胞低反应性显示疾病进展减轻,提示自身免疫通路存在年龄依赖性免疫调节[225]。矛盾的是,衰老可能同时通过自身反应性淋巴细胞的旁观者激活启动系统性自身免疫,值得进一步机制解析。一项关于衰老对眼健康影响的关键研究报道NOD.B10.H2b小鼠随着年龄增长对干燥综合征(SS)和非SS干燥性角膜结膜炎(KCS)的易感性增加[226]。老年小鼠角膜通透性增加、CD4⁺ T细胞浸润和结膜杯状细胞丢失,伴泪腺萎缩和炎症细胞因子水平升高[226]。值得注意的是随着年龄增长,CD4⁺ Foxp3⁺ Treg的频率增加,但这些细胞矛盾地丧失抑制功能并开始产生IL-17和IFN-γ[226]。这种转变提示这些细胞在年龄相关眼表疾病(如泪腺性角膜结膜炎)发病机制中的作用。总之,多种体外和体内模型已证明细胞衰老导致视网膜、晶状体、小梁网和眼表的结构和功能损伤。这些实验发现为开发靶向衰老疗法奠定了机制基础,下一节将重点讨论其临床转化。8.靶向衰老策略在眼部疾病中的临床应用当前研究重点强调阐明细胞衰老的病理贡献,最终目标是将这一生物学过程转化为可治疗的靶点[227]。细胞衰老的临床相关性激发了针对SnCs的治疗研究。大量研究表明衰老疗法(senotherapeutics)可延长健康寿命并减轻年龄相关疾病。广义上衰老疗法分为两类:(1)衰老细胞清除剂(senolytics),特异性靶向并清除SnCs;(2)衰老细胞调节剂(senomorphics),修饰SASP的有害效应[5]。正在开展的研究和临床试验表明这些药物可能恢复组织稳态、抑制炎症并促进眼部组织再生。8.1衰老细胞清除剂(Senolytics)衰老细胞清除剂已成为眼衰老治疗中前景广阔的一类药物[29]。与抑制衰老通路(如p53、p16和p21)的传统策略不同——后者存在潜在致癌风险,衰老细胞清除剂选择性清除SnCs,提供更安全、更靶向的方法[228–230]。最早发现的衰老细胞清除剂Dasatinib(达沙替尼)和Quercetin(槲皮素)被证明可有效降低动物模型中的衰老细胞负荷并缓解年龄相关症状[231]。这些结果凸显了衰老细胞清除剂延长健康寿命的潜力。在这些发现之后,其他药物如Navitoclax、17-DMAG以及靶向Bcl-2和p53相关通路的肽进一步证实了选择性靶向SnCs的益处[232,233]。Navitoclax(ABT-263)是一种Bcl-2家族蛋白抑制剂,作为强效衰老细胞清除剂出现,它选择性结合B细胞淋巴瘤-特大(Bcl-xL)、Bcl-2和Bcl-w以阻止其与凋亡效应分子相互作用[234–236]。还发现了一类靶向热休克蛋白90(HSP90)的新型衰老细胞清除剂[237]。例如HSP90抑制剂17-DMAG显著延迟早老小鼠的年龄相关症状,增强其整体健康寿命[237]。另一种近期发现的衰老细胞清除剂Piperlongumine(PL,荜茇明碱)通过与氧化抵抗蛋白1(OXR1)相互作用选择性靶向SnCs,增强其衰老清除活性[238]。新研究还揭示胞质DNA激活cGAS-STING通路触发炎症并促进衰老。抑制该通路可为预防衰老相关疾病提供治疗策略。此外,溴结构域和末端外结构域(BET)家族蛋白降解剂(BETd)通过两种关联机制触发衰老细胞清除:抑制非同源末端连接(NHEJ)和诱导自噬[53]。BETd还减少肿瘤微环境中的衰老造血干细胞,显示出癌症预防前景[53]。靶向SnCs的免疫治疗作为直接用外源药物清除SnCs的替代方案日益受到关注。这种方法增强SnCs的免疫介导清除,倡导平衡的干预。ICOS激活抗体等策略增强衰老监视,而将衰老细胞清除剂与免疫介导清除相结合可协同减少衰老细胞数量[239]。此外,新兴免疫治疗策略聚焦于靶向清除衰老相关表面抗原,如嵌合抗原受体T细胞(CAR-T)介导的清除和PD-L1⁺细胞消除,显示出显著治疗潜力[240,241]。8.2衰老细胞调节剂(Senomorphics)尽管衰老细胞清除剂干预显示出治疗潜力,但其应用存在破坏衰老相关肿瘤监视机制和损害细胞衰老生理性有益方面的风险。另一种方法是靶向促炎症微环境并抑制SASP,这可能为衰老疗法提供更安全的路径[242,243]。与特异性清除SnCs的衰老细胞清除剂不同,衰老细胞调节剂聚焦于调节促炎症信号通路[244]。几种FDA批准的药物,如靶向IL-1α或其受体的中和抗体以及雷帕霉素等mTOR抑制剂,可调节这些通路并抑制SASP活性[39,245]。虽然抗炎治疗显示前景,但它们可能导致副作用。因此靶向特定SASP成分可能提供更安全的替代方案[246]。单克隆抗体可中和IL-6等关键SASP驱动因子。已批准用于细胞因子释放综合征和IL-6驱动疾病的Siltuximab和Tocilizumab(托珠单抗)可阻断IL-6或其受体,有望重新用于衰老管理[246]。眼细胞衰老机制研究仍在发展,针对年龄相关性眼病(如黄斑变性)的衰老细胞清除剂临床试验正在进行[247]。UBX-1967是一种Bcl-2家族抑制剂,在治疗新生血管性AMD和DR方面前景良好[247]。UBX-1325靶向BCL-xL,是另一种治疗年龄相关性视网膜疾病的候选药物。我们的团队已发现葡萄籽提取物中的一种化合物——原花青素C1(PCC1),它有望成为传统药物的有力替代品[119]。PCC1减少SnCs、抑制SASP并恢复年龄相关基因调控,可能延缓视网膜疾病进展[119]。在体外DR模型中PCC1降低了衰老和炎症标志物,表明其相比其他衰老细胞清除剂具有更优的安全性、生物利用度和疗效[119]。尽管这些研究结果令人鼓舞,但其长期成功取决于更全面地理解眼疾病进展的潜在机制,这对设计针对视网膜功能障碍病因的有效疗法至关重要。8.3糖尿病相关视网膜病变的治疗策略DR的临床进展已开始利用靶向衰老策略的治疗潜力。高血糖诱导的视网膜血管内皮细胞衰老与屏障功能受损和持续炎症相关[248]。当前努力不再仅聚焦机制基础,而是强调衰老细胞清除剂和调节剂的临床转化以对抗这些病理改变。靶向BCL-xL的衰老细胞清除剂疗法在视网膜疾病中显示出良好的临床转化前景[153]。UBX1325是一种通过抑制BCL-xL诱导衰老细胞清除的药物,在促进糖尿病视网膜血管修复和重塑方面前景良好[248]。玻璃体腔注射UBX1325靶向并清除衰老内皮细胞,减少炎症并增强血管屏障功能从而改善视力[248]。在一项DME患者的2b期临床试验中,单次注射UBX1325在48周内相比安慰剂治疗带来统计显著且具有临床意义的平均最佳矫正视力(BCVA)改善。UBX1325显示出良好的安全性和耐受性,无眼内炎症迹象,提示其作为长效、疾病修饰性DME治疗的潜力,尽管仍需大规模临床试验验证这一假设[248]。UBX1967是另一种BCL-xL靶向药物,正在研究用于增殖性视网膜病变,并已在临床前模型中证实可促进病理性新生血管消退[153]。研究者强调IL-6反式信号(TS)在DR炎症和血管功能障碍中发挥重要作用[249–251],导致RECs线粒体功能障碍和超氧阴离子产生增加[251]。Hoffman等进一步证明用sgp130Fc靶向IL-6TS可能是DR乃至其他炎症性疾病的有效抗炎策略[252]。仍需进一步体内研究以探索IL-6TS在年龄相关疾病中的作用及其作为延缓衰老、改善整体健康治疗靶点的潜力。总之,在DR治疗策略中整合靶向衰老疗法——尤其通过UBX1325等临床阶段化合物——代表了向糖尿病性视网膜并发症再生和精准医学的转变。8.4 AMD的治疗策略靶向衰老策略正作为AMD治疗的有前景方法出现,聚焦于清除SnCs、抑制促炎症SASP因子和恢复RPE功能。衰老细胞清除小分子如UBX1325和UBX1967通过诱导凋亡靶向SnCs,在AMD治疗中前景良好。尽管最初在糖尿病眼病中研究,UBX1325正在进行早期临床试验,其药代动力学和安全性数据将为其在AMD中的应用提供参考[29,248]。高通量筛选已鉴定出包括BET蛋白抑制剂在内的小分子化合物,可在体外减少RPE细胞丢失并在体内保护RGCs[253,254]。这些化合物可能重新定位用于AMD治疗,有待进一步临床验证。氧化应激诱导的细胞衰老是AMD发病机制的关键促成因素[255]。BMP4(TGF-β超家族成员)调节RPE增殖和形态发生。氧化应激暴露的RPE细胞和干性AMD患者中BMP4水平升高,通过Smad、p38和p53/p21CIP1通路诱导衰老,伴RB磷酸化降低[256,257]。BMP4拮抗剂,包括Chordin-like1蛋白和p38抑制剂SB203580,可对抗早衰的RPE[246]。SUMO化是一种可逆的翻译后修饰,通过小泛素样修饰蛋白(SUMOs)调节视网膜和RPE衰老,调控p53和RB等蛋白。在RPE细胞中抑制SUMO化修饰可降低氧化应激相关细胞衰老过程中的炎症细胞因子表达[258,259]。其他治疗候选物靶向衰老视网膜中的线粒体功能障碍和氧化损伤。Humanin和Elovanoids(ELVs)等制剂通过增强线粒体功能和减少衰老诱导的炎症显示出保护作用[260–262]。这些生物制剂虽仍处于临床前阶段,但代表了年龄相关性视网膜治疗的创新方向。受衰老和衰老影响的视网膜驻留巨噬细胞通过极化改变和促炎症分泌参与AMD发病机制[263–266]。LXR激动剂和miR-33抑制剂已证明可在动物模型中恢复胆固醇稳态并减轻视网膜炎症[267],支持其临床转化潜力。关于当前AMD疗法的概述(如细胞替代治疗和正在进行的临床试验)可参见其他文献[268–272]。新兴策略如部分表观遗传重编程和他汀类药物治疗正与衰老疗法一起接受评估[273]。尽管AREDS推荐的补剂仍是地图样萎缩患者的主流,新型靶向衰老疗法可能在不久的将来重新定义AMD的疾病修饰治疗方法。8.5青光眼的治疗策略鉴于衰老与青光眼(衰老加速)之间的关联,延迟细胞衰老的疗法日益受到关注。靶向早衰特定通路的制剂正在开发中。当前药物如抗氧化剂、自噬增强剂和DNA修复刺激剂可通过调节ROS水平和氧化DNA损伤帮助减少早衰[274]。选择性清除SnCs也提供了预防、延迟或减轻青光眼前景良好的治疗途径[274]。包括青光眼在内的神经退行性疾病在细胞和动物模型中均显示出对抗氧化疗法的积极反应[275]。辅酶Q10是电子传递链的重要组成部分,通过维持膜电位、促进ATP合成和保护免受自由基损伤支持线粒体功能[276]。在青光眼模型中,辅酶Q10通过维持mtDNA含量和上调氧化磷酸化复合体IV蛋白及线粒体转录因子A来增强RGC存活[277]。同样,口服维生素B3补充剂和旨在增强NAD⁺水平的基因治疗在老龄小鼠中显示出保护作用,提示其在青光眼预防和治疗中的潜力[278]。靶向抗氧化剂递送方法(如眼内植入物或纳米技术)可提高治疗效果。线粒体特异性抗氧化剂能穿透线粒体膜并在源头中和ROS,已显示优于非特异性抗氧化剂[279]。例如MitoQ(由辅酶Q与三苯基膦(TPP)偶联形成的化合物)[280]可减少年龄相关性氧化应激并支持健康衰老[281]。另一种TPP偶联化合物SkQ1在青光眼模型中通过降低IOP和缓解青光眼相关症状显示出治疗潜力[282]。然而,仍需额外研究来评估抗氧化剂能否通过减轻细胞衰老的促衰老效应有效阻止RGC死亡。新证据表明mTOR抑制在延长寿命和改善线粒体功能方面发挥作用,通过减少氧化应激实现[283,284]。例如雷帕霉素激活REDD1抑制mTOR信号,增强线粒体功能并挽救濒死的RGCs[285]。此外,表观遗传重编程在逆转衰老和修复相关损伤方面显示出潜力[286]。例如在小鼠RGCs中异位表达Oct4、Sox2和Klf4(OSK)恢复了年轻的DNA甲基化模式和转录组,促进轴突再生并在青光眼和衰老模型中逆转视力丧失[287]。通过利用四环素响应型双腺相关病毒系统,研究人员成功逆转了由青光眼损伤引起的视力丧失,这凸显了表观遗传学再生作为对抗青光眼衰老的潜在方法的潜力。靶向SnCs已成为一种有前景的策略,通过预防、延缓或减轻衰老表型来对抗与衰老相关的疾病[231]。Dasatinib和Quercetin等药物通过选择性清除SnCs,在高眼压下保护视网膜结构方面显示出潜力[288–290]。在衰老细胞清除剂中通过清除SnCs有助于减少高IOP对青光眼及其他视神经病变中RGC存活的负面影响。尽管早期研究并非总直接评估衰老标志物,但神经保护结果提示这些药物可在减轻青光眼性损伤中发挥作用[291]。仍需进一步临床研究在人体内验证其有效性和安全性。将靶向衰老药物(无论抗氧化、遗传还是衰老清除剂)与现有神经保护措施相结合可能提供改变青光眼进展的综合策略。在临床环境中持续研究这些疗法将有助于优化其应用并完善衰老相关视神经病变的治疗方案。8.6白内障的治疗策略年龄相关性核性白内障(ARNC)日益被理解为一种涉及晶状体上皮细胞(LECs)早发性细胞衰老和蛋白稳态受损的疾病。近期研究已确定HO-1/TFEB信号轴作为可治疗利用的关键调控通路以对抗白内障进展。在临床前模型中HO-1激活恢复了应激LECs的自噬流和溶酶体功能,减少氧化损伤并延迟衰老[292]。这些发现支持将抗氧化剂与溶酶体功能调节剂相结合的策略进行临床转化、以保持状体透明度的潜力。当前努力强调治疗应用,如药理激活HO-1或TFEB以使衰老LECsrejuvenation[292]。这种方法可补充或增强现有白内障预防策略,为早期疾病的手术干预提供替代方案。未来仍需开展研究和临床试验以验证HO-1/TFEB靶向药物在患者中的安全性、剂量和递送。随着靶向衰老疗法扩展到视网膜疾病之外,白内障代表了创新干预以维持衰老眼晶状体清晰度的引人注目的前沿领域。8.7眼表疾病的治疗策略曲酸(Kojicacid)是一种天然微生物代谢物,作为皮肤褪色剂和食品防腐剂具有已确定的安全性,表现出抗氧化、抗肿瘤和抗炎等多重生物活性[3]。近期机制研究揭示其在角膜内皮病理中的治疗潜力,通过双重抑制NF-κB和p21通路,有效对抗细胞衰老和相关病理性血管生成[293]。这些发现将曲酸定位为管理Fuchs角膜内皮营养不良及相关衰老驱动眼病的有前景的候选物,尽管此类天然产物的精确分子靶点仍需进一步阐明。并行研究已鉴定miR-30c-1为TGF-β拮抗剂可减轻角膜细胞中的氧化损伤和SASP产生[294];mTOR抑制剂雷帕霉素延缓衰老进展同时通过联合抗凋亡机制保护上皮屏障功能[295]。补充性临床前证据表明ABT-263介导的衰老细胞清除在小鼠移植物抗宿主病(GVHD)模型中恢复泪腺稳态[296]。尽管广泛的衰老疗法开发聚焦于系统性年龄相关疾病[242,244,297,298],这些眼部发现为将靶向衰老策略适配于视觉系统病理提供了关键的概念验证。9.结论细胞衰老在众多年龄相关性眼病(包括AMD、DR、青光眼、白内障和眼表疾病)的发病机制中发挥关键作用。通过SASP驱动慢性炎症、氧化应激和组织功能障碍,SnCs促进这些疾病的启动和进展。尽管SnCs在特定条件下可能发挥保护功能,但其长期累积最终对眼健康产生有害影响。本研究从细胞衰老的独特视角揭示了细胞衰老与眼部疾病之间复杂而精微的联系。它还识别了多种疾病中的关键衰老调控节点和新型作用机制,这些在既往研究中较少受到关注。开发靶向细胞衰老的治疗策略为应对这些年龄相关疾病提供了有前景的途径。衰老细胞清除剂、SASP调节剂、线粒体靶向抗氧化剂和表观遗传重编程等方法在临床前模型中显示出令人鼓舞的结果,证明其有潜力减少衰老细胞负荷、恢复组织功能和延缓疾病进展。此外,递送方法的进展(包括纳米技术和病毒载体)在优化这些治疗在眼组织中的疗效和安全性方面前景良好。然而在这些疗法转化为临床实践之前仍存在重大挑战。更全面地理解各种眼部疾病中驱动细胞衰老的分子机制至关重要,还需进一步研究靶向衰老干预的长期安全性和特异性。此外,SnCs的双重角色(既具保护性又具病理性)需要在清除有害细胞与保留有益效应之间取得谨慎平衡。总之,本研究从细胞衰老视角带来了年龄相关性眼病管理范式的转变。靶向SnCs的疗法(如衰老细胞清除剂和衰老细胞调节剂)通过抑制衰老相关炎症、恢复组织特异性生理稳态以及直接促进结构和功能性眼部缺损的再生,发挥再生干预作用。通过这些机制解决疾病进展的根源,此类再生疗法不仅改善患者预后,还具有革新眼科治疗格局的变革潜力。未来研究应优先优化这些策略以提高其精准性和安全性,同时进一步阐明衰老、老化和眼病理生理之间的相互作用,最终促成临床有效的再生解决方案的开发。补充信息作者贡献:研究的设计与构思由卓业鸿和苏文如主导;监督由卓业鸿、苏文如和刘秀兴承担;编辑和修订由吴俊颖、刘秀兴、刘怡丹和卓业鸿处理;插图和制图(表1、表2,图1–3)由吴俊颖、刘秀兴和卓业鸿完成。所有作者均参与了手稿在起草阶段及任何修订阶段的撰写。所有作者均已阅读并同意该手稿的发表版本。基金资助:本研究受国家自然科学基金(82471074)、广东省基础与应用基础研究基金(2024A1515013058)、中国广州市科技计划(202206080005)、中国博士后创新人才支持计划(BX20240440)和国家自然科学基金(824B2040)支持。资助机构在研究的构思、数据的收集/分析/解读或手稿撰写中无任何角色。数据可用性声明:不适用。利益冲突:作者声明无利益冲突。缩写表缩写中文全称缩写中文全称AMD年龄相关性黄斑变性DME糖尿病黄斑水肿AMPKAMP活化蛋白激酶DR糖尿病视网膜病变ARNC年龄相关性核性白内障DSBs双链断裂AU自身免疫性葡萄膜炎EAU实验性自身免疫性葡萄膜炎BCL-xLB细胞淋巴瘤-特大EMT上皮—间质转化BET溴结构域和末端外结构域EVs细胞外囊泡BETdBET家族蛋白降解剂FEDFuchs角膜内皮营养不良C/EBPCCAAT/增强子结合蛋白GWAS全基因组关联研究CCFs细胞质染色质片段HCC肝细胞癌CDKs周期蛋白依赖性激酶HMGB1高迁移率族蛋白B1cGAS-STING环GMP-AMP合酶—干扰素基因刺激因子HUVECs原代人脐静脉内皮细胞CNS中枢神经系统IGFBP胰岛素样生长因子结合蛋白DAMPs损伤相关分子模式IL白细胞介素DBDDNA结合域JAK-STATJanus激酶/信号转导与转录激活因子DDRDNA损伤反应LDH(文中未列,略)DED干眼症MMPs基质金属蛋白酶PDF原文见附件。