Lipoxin A4受体激动剂BML-111能够缓解BALB/c小鼠因香烟烟雾引起的细胞衰老，这一过程与线粒体自噬（mitophagy）有关

《Toxicology and Applied Pharmacology》：Alleviation of cigarette smoke-induced cellular senescence in BALB/c mice by the Lipoxin A4 receptor agonist BML-111 is associated with mitophagy

细胞衰老与肺组织损伤的关联及BML-111的干预机制研究。摘要显示，BML-111通过促进线粒体自噬修复烟尘暴露诱导的肺细胞衰老，改善肺功能及组织病理学改变。

　　

李欣|徐慧|史萌|刘凯|刘晓菊

兰州大学第一临床医学院，中国兰州730000

摘要

香烟烟雾（CS）通过促进细胞衰老显著加速与年龄相关的肺部病理变化。BML-111是一种合成的脂氧素A4类似物，由于其抗氧化和抗炎特性，在炎症性疾病中表现出治疗潜力，但其对CS诱导的衰老的影响尚不明确。本研究使用BALB/c小鼠模型和鼠肺泡巨噬细胞系MH-S，探讨了BML-111对CS诱导的细胞衰老的影响及其机制。我们的研究发现，BML-111减轻了小鼠肺部的组织病理损伤和衰老标志物，并显著抑制了CS提取物引发的MH-S细胞衰老。此外，BML-111在体内和体外模型中均抑制了线粒体损伤，并促进了自噬体形成和与线粒体自噬相关的蛋白质表达。重要的是，线粒体自噬抑制剂Mdivi-1消除了BML-111对细胞衰老、线粒体损伤恢复和线粒体自噬的作用。总体而言，BML-111可能通过促进与线粒体自噬启动相关的过程来缓解CS引起的肺部细胞衰老，这突显了其作为治疗CS相关肺部病理的潜在策略。

引言

衰老是一个自然且不可逆的过程，使个体易患多种疾病，包括心血管疾病、肌肉骨骼疾病和慢性呼吸系统疾病以及其他代谢异常（Guo等人，2022年）。作为直接暴露于外部环境的重要器官，肺组织的衰老过程受到多种环境因素的影响。香烟烟雾（CS）被认为是加速肺部细胞衰老的主要外源性因素之一（Vij等人，2018年）。CS中的有害成分可诱导氧化应激、炎症、衰老等机制，最终导致肺结构和功能退化。这促进了与衰老相关的疾病，如慢性阻塞性肺病（COPD）和特发性肺纤维化（IPF）的发病（Kaur等人，2023年；Zhang等人，2021年；Barnes，2020年）。因此，寻找缓解CS诱导的细胞衰老的治疗策略具有重要的临床意义。

细胞衰老表现为细胞周期停滞、衰老相关β-半乳糖苷酶（SA-β-gal）活性升高以及p16和p21等衰老标志物的上调，是组织衰老的核心机制（Lucas等人，2023年）。线粒体功能障碍被认为是这一过程的驱动因素（Miwa等人，2022年）。线粒体自噬是一种关键的线粒体质量控制机制，可选择性清除受损线粒体，恢复细胞结构和功能，对维持线粒体稳态至关重要（Picca等人，2023年）。目前，最经典的线粒体自噬途径由PINK1/Parkin介导，也称为泛素依赖性线粒体自噬（Matsuda等人，2010年；Narendra等人，2008年；Scarffe等人，2014年）。在CS暴露的人类气道上皮细胞中，遗传沉默PINK1或Parkin会引发线粒体活性氧（mtROS）生成增加，加速衰老标志物的表达，并同时抑制线粒体自噬（Araya等人，2019年）。Li等人（Li等人，2023年）发现，促进线粒体自噬可以改善CS诱导的COPD气道上皮细胞衰老。

脂氧素A4（LXA4）是一种天然存在的脂质介质，在调节炎症过程和促进组织修复方面具有调节作用（Sánchez-García等人，2023年）。BML-111（5(S),6(R),7-三羟基庚酸甲酯）是一种稳定且长效的LXA4类似物，可模拟LXA4的抗炎作用（Wang等人，2023年；Zou等人，2022年；Wu等人，2020年）。研究表明，BML-111通过激活Nrf2/HO-1通路和抑制NF-κB/NLRP3信号通路，在包括肺损伤、胶原性关节炎和COPD在内的多种炎症模型中发挥抗炎和抗氧化应激作用（Wang等人，2023年；Xu等人，2019年；Cao等人，2018年）。然而，其在CS引起的肺部细胞衰老中的作用仍不清楚。因此，在本研究中，我们探讨了BML-111对肺部组织中CS诱导的细胞衰老以及 cigarette smoke extract（CSE）诱导的肺泡巨噬细胞衰老的影响，重点关注线粒体自噬。我们的发现为LXA4影响肺部衰老发展的分子机制提供了新的见解。

试剂和抗体

BML-111（GC13497，纯度：>95%）购自GLPBIO（美国蒙特克莱尔），香烟（每支含8毫克焦油、0.6毫克尼古丁和14毫克一氧化碳）购自甘肃烟草工业有限公司（中国兰州）。Mdivi-1（HY-15886，纯度：99.96%）购自MedChemExpress（中国上海）。衰老细胞β-半乳糖苷酶染色试剂盒（G1073-100T）购自Servicebio（中国武汉）。本研究中使用的抗体详见补充材料。

动物和CS暴露

雄性

BML-111缓解CS暴露小鼠的肺功能和肺病理改变

首先，我们评估了各组的肺功能和肺组织病理变化。CS诱导的小鼠FEV0.1/FVC、PEF和MMEF较低，而BML-111处理有效改善了肺功能（图1A）。组织学染色显示，BML-111修复了CS诱导的小鼠肺组织结构损伤，包括支气管壁增厚、肺气肿和炎症细胞浸润（图1B）。长期CS暴露显著增加了肺泡空间扩大

讨论

衰老是许多慢性疾病的危险因素，包括肺部疾病。长期暴露于CS会导致氧化应激、线粒体功能障碍和自噬缺陷，这些都是细胞衰老和组织损伤的关键机制（Vij等人，2018年；Easter等人，2020年）。本研究表明，脂氧素受体激动剂BML-111可以改善CS暴露小鼠的肺部细胞衰老以及CSE诱导的肺泡巨噬细胞系MH-S的细胞衰老。

结论

总之，本研究表明，BML-111通过增强与线粒体自噬相关的过程，减轻了肺部组织和肺泡巨噬细胞中的CS诱导的细胞衰老。这些发现突显了BML-111对抗CS相关衰老的治疗潜力，并提供了关于线粒体自噬在细胞衰老中作用的新机制见解。

作者贡献声明

李欣：撰写——原始草案、验证、正式分析、数据管理。徐慧：监督、软件使用、方法学。史萌：验证、方法学、数据管理。刘凯：研究、正式分析。刘晓菊：撰写——审稿与编辑、项目管理、资金获取、概念构思。

利益冲突声明

作者声明没有已知的财务利益或个人关系可能影响本文的研究工作。

本研究得到了国家自然科学基金（82260010、82460009）的支持。

致谢

无。