综述:G1/S检查点:细胞衰老和复制性衰老的关键机制

《Biogerontology》:G1/S arrest: a key mechanism of cellular aging and replicative senescence

【字体: 时间:2026年01月17日 来源:Biogerontology 4.1

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  DNA损伤在连续传代中累积,激活p53-p21和p16-Rb通路,调控G1/S转换,导致复制性衰老的多种表型(如细胞周期停滞和geroconversion),并延长了DNA损伤对细胞周期的影响窗口。

  

摘要

复制性衰老在体外细胞培养和某些体内病理条件下经常发生,其特征是多种表型,包括细胞周期停滞。先前的研究表明,复制性衰老的主要机制是:在连续传代培养过程中,细胞在G1期检测到DNA损伤,这会触发G1/S期停滞并随后发生老化转变。然而,这种解释无法解释母细胞中的复制压力所导致的DNA损伤如何直接影响子细胞的G1/S期转换。单细胞分析技术的最新进展使得对G1/S期转换过程的研究更加详细,从而推动了新模型的发展。更新后的模型将细胞感知DNA损伤的时间窗口从子细胞的G1期扩展到母细胞的G2期,显著延长了DNA损伤能够调控G1/S期转换的时期。尽管有这些进展,但基于更新后的模型,对复制性衰老的机制理解尚未得到全面修正。因此,本综述系统地阐述了基于现有证据诱导复制性衰老的关键过程:在连续传代过程中积累的DNA损伤会在不同细胞周期阶段激活p53-p21和p16-Rb通路。p53-p21通路主要通过在母细胞的G2期和子细胞的G1期使细胞周期依赖性激酶复合体失活来促进复制性衰老的启动和进展,从而暂时停滞细胞周期。在复制性衰老的最终阶段,p16-Rb通路主要取代p21,以实现不可逆的细胞周期停滞。与这些通路相关的老化转变过程最终促进了多种衰老表型的出现。

复制性衰老在体外细胞培养和某些体内病理条件下经常发生,其特征是多种表型,包括细胞周期停滞。先前的研究表明,复制性衰老的主要机制是:在连续传代培养过程中,细胞在G1期检测到DNA损伤,这会触发G1/S期停滞并随后发生老化转变。然而,这种解释无法解释母细胞中的复制压力所导致的DNA损伤如何直接影响子细胞的G1/S期转换。单细胞分析技术的最新进展使得对G1/S期转换过程的研究更加详细,从而推动了新模型的发展。更新后的模型将细胞感知DNA损伤的时间窗口从子细胞的G1期扩展到母细胞的G2期,显著延长了DNA损伤能够调控G1/S期转换的时期。尽管有这些进展,但基于更新后的模型,对复制性衰老的机制理解尚未得到全面修正。因此,本综述系统地阐述了基于现有证据诱导复制性衰老的关键过程:在连续传代过程中积累的DNA损伤会在不同细胞周期阶段激活p53-p21和p16-Rb通路。p53-p21通路主要通过在母细胞的G2期和子细胞的G1期使细胞周期依赖性激酶复合体失活来促进复制性衰老的启动和进展,从而暂时停滞细胞周期。在复制性衰老的最终阶段,p16-Rb通路主要取代p21,以实现不可逆的细胞周期停滞。与这些通路相关的老化转变过程最终促进了多种衰老表型的出现。

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