非侵入性的生物标志物可以跟踪并验证Senolytic药物功效

细胞衰老细胞是一个复杂的过程,涉及细胞周期的不可逆逮捕;换句话说,永久停止细胞分裂。衰老细胞不是“死”;他们检查参与组成分泌腺复杂——senescence-associated分泌表型或SASP——是与炎症和免疫反应等生理过程。越来越多的研究证明许多与年龄相关的疾病的病理生理学与细胞衰老有关。因此,越来越多的工作旨在发展senolytic药物,这些药物能够选择性地消除衰老细胞。

缺乏生物标志物来衡量和跟踪senolytic药物的疗效已被证明的障碍研究领域迄今为止,Judith Campisi教授说。的Campisi实验室在赛珍珠研究老龄研究所细胞状态的监管和特点,特别强调细胞衰老。

在一项新的研究发表在细胞代谢,Campisi和同事分享他们发现了一本小说,非侵入性的生物标志物检测,可以用来衡量和跟踪senolytic药物的性能。生物标记,一个独特的信号脂质代谢产物,在衰老细胞被迫死后被释放。因此,它可以通过非侵入性的收集和测试机制如尿液收集或血液采样。

188金宝搏备用采访Campisi和克里斯托弗·威利这个项目首席科学家和研究员让梅耶美国农业部人类营养研究中心的老化,以了解更多关于这项研究及其临床意义。

莫莉·坎贝尔(MC):为什么它是重要的是能够衡量和跟踪senolytic药物的性能?

Judith Campisi (JC):最先senolytic药物在老鼠身上进行了测试。实现了人类生活倍老鼠(约三vs 100年)。如果senolytic需要几周或几个月改善小鼠的病理,可能需要数年时间来改善人类病理学。但是我们如何知道该药物是否杀了人类衰老细胞的生活?生物标志物,很容易检测的血浆或尿液将允许快速评估是否senolytic甚至还活跃在人类。

克里斯托弗·威利(CW):给定的疾病数量senolytic药物可能的目标,和越来越多的senolytic药物,我们真的需要一个非侵入性的标准烛光senolysis——人们可以看看并同意senolysis是发生在人。当我们没有(我们还没有在人体上试验),我们的研究结果是有前途的。

主持人:有越来越多的与年龄相关的疾病都与细胞衰老。你能提供这些疾病领域的例子吗?

JC:列表很长!它包括老年痴呆症和其他形式的认知能力下降,心血管疾病的几个方面,癌症转移、白内障、糖尿病并发症、肺纤维化、骨关节炎、骨质疏松症,几个副作用的某些药物用于治疗癌症和艾滋病,sarcopenia——和其他人。

连续波:再加上帕金森病,某些形式的糖尿病和胰岛素抵抗,脂肪肝,脱发,椎间盘变性,视网膜病变。列表已经开始迅速增长,成为很难跟上快速的新疾病被认为是由衰老。

主持人:你采用了什么关键方法在这项研究中,使生物标志物的发现?

JC:我们的方法包括人类细胞在文化、转基因小鼠模型,全转录组测序和质谱分析。

连续波:我们利用质谱平台来衡量衰老细胞的脂质。我们最初发现大量的前列腺素,我们扩大了我们的搜索所有已知的前列腺素和假定的前列腺素。Dihomo-15d-PGJ2当时一个假想的脂质,因为只有被报道的一部分中脂类的列表一个额外的手稿,没有验证。因此,我们使用一个合成dihomo-15d-PGJ2标准验证它。

大多数前列腺素被认为是分泌的因素,但是我们只发现dihomo-15d-PGJ2衰老细胞,但不是在媒体文化。这是关键的观察表明,它可能是有用的senolysis作为生物标志物。dihomo-15d-PGJ2很小(约344 Da)以来,我们推测,它可能会逃脱衰老细胞时死亡。我们测试了这给控制和衰老细胞非常高剂量的senolytic——足够高,它还控制细胞死亡。只有衰老细胞+ senolytic导致dihomo-15d-PGJ2的释放。重要的是,我们复制衰老化疗所致的小鼠模型,表明senolysis生物标志物是特定的哺乳动物。

还有一个商用ELISA 15 d-pgj2,但是我们发现它不区分15 d-pgj2(相关的前列腺素与2少碳better-studied)和dihomo-15d-PGJ2。不过,这工作很好检测senolysis在我们的模型和理论上可以使用代替的质谱快速测试在诊所。

劳拉·兰斯顿(LL):请您能和我们谈谈生物标志物dihomo-15d-PGJ2吗?你怎么证明衰老细胞是独一无二的吗?

连续波:Dihomo-15d-PGJ2积累衰老细胞内微摩尔的水平——这是oxylipin极其丰富。它实际上是优雅的,本质上是一个假设的代谢物,直到我们发现它在衰老细胞。虽然它可能发生在其他生物背景,所以在衰老细胞丰富,我们推测,它会选择性senolysis,当丸释放的脂质会衰老细胞死亡。

一旦我们有dihomo-15d-PGJ2标准,我们检测多种细胞类型,包括免疫细胞和血小板激活。巨噬细胞脂质含量低的,但是他们并没有增加在M1和M2极化/激活和从未达到的水平观察衰老细胞内部。在老鼠身上,我们只观察dihomo-15d-PGJ2当老鼠与大量的衰老细胞的化疗药物阿霉素(我们显示这个纸)是senolytic。

最重要的是,dihomo-15d-PGJ2我们研究中没有检测到任何条件(如化疗、老化、抗逆转录病毒疗法)除非我们处理senolytic。虽然我们只使用abt - 263的手稿,我们已经使用转基因模型验证senolysis和未发表的senolytics发现巴克,我们只检测dihomo-15d-PGJ2 senolysis期间。

你为什么的脂质成分SASP大大可以理解吗?

JC:已经取得巨大进展的描述细胞的转录组和蛋白质组。许多最近的研究集中在这些细胞组件。然而,现在日益增长的兴趣细胞代谢物,包括脂质。

连续波:Campisi实验室最初SASP使用蛋白生物标志物特征,和脂质往往是可以理解的。的一部分,这可能是由于更少的空间中的工具,和质谱分析等工具往往更昂贵。相比之下,转录组是非常标准的和相对便宜,很多rna编码蛋白质。大多数抗体是提高蛋白质,所以研究蛋白质更容易的工具。

相比之下,rna为脂质不代码,可以化验和很少的脂质抗体——所以你真的需要使用质谱分析等工具,更昂贵的和需要额外的专业知识学习。开发新技术,如代谢组学和lipidomics,正在改变这一点,所以我希望在未来我们将会看到类似的发现。

主持人:为什么是一个生物标志物,可以通过非侵入式测量测试有利?

JC:如果你或你的医生,想知道如果一种药物或干预工作,你愿意小便在杯子或有异物插入你的身体吗?

连续波:senolytics在大量临床试验条件下,有两个关键因素,这些试验需要建立:

1。治疗这种疾病的药物是有效的。

2。senolysis发生。

目前,建立senolysis发生的唯一方法是提取组织治疗前后和测试组织衰老的标志。例如,脂肪和皮肤活检senolytic治疗之前和之后第一个试验建立一个senolytic在人类工作。这个生物标记允许我们在血液和尿液检测senolysis senolytic-treated老鼠,因为它发生。如果你想检测senolysis没有进行活组织检查,这是路要走。

噢,什么是你的下一个步骤在这个空间,以及临床影响你设想这项工作可能吗?

JC:我们现在关注更好的理解这些senescence-associated脂质,内部和外部的衰老细胞。我们希望确定是否以及如何senescence-associated脂质相互作用或影响其他细胞的功能——组件(如蛋白质、小代谢物)。

连续波:首先,我们发现这个标志后,我们回去,看着没有针对性lipidomic剖析,有4 - 5个其他候选人脂质,也可能是有用的生物标志物。我们正在考虑dihomo-15d-PGJ2作为发现其他生物标记的原理。

接下来,我们想验证我们的生物标志物在人类和非人类的灵长类动物。这是最重要的一步朝着senolysis的常用的诊断测试的病人。

对临床的影响,我们设想两个主要使用生物标记:

1。显示,这种药物正在与senolytic当人们接受治疗疾病由衰老。

2。作为临床试验使用新的senolytics同伴化验。我们希望,我们将能够为senolytic dihomo-15d-PGJ2检测成为标准测试,避免那些入侵活检和组织样本,而不是使用生物液体。我们展示了血液和尿液,但是可以想象流泪,脑脊液、组织液等潜在assayable。

举个例子,如果你想要治疗阿尔茨海默氏症的疾病senolytics,你不会活组织检查一个人的大脑衰老细胞去除试验,但你可能会进行脊椎抽液和dihomo-15d-PGJ2化验。