机制研究

细胞核R环DNA外排驱动衰老细胞炎症信号

来源: Nature Aging (2026) · Fight Aging!

衰老细胞为何持续发炎?

衰老细胞(Senescent Cells)在组织中积累是衰老的核心特征之一。这些细胞之所以有害,主要是因为它们分泌大量促炎信号——即衰老相关分泌表型(SASP),包括IL-6、IL-8等炎性因子,持续破坏组织结构与功能,推动全身性炎症(inflammaging)。

找到驱动SASP产生的分子机制,是开发精准抗衰老干预的关键。2026年6月发表于Nature Aging的研究,揭示了一个此前未被充分认识的通路:衰老细胞通过R环(R-loop)状DNA结构从细胞核外排至细胞质,激活cGAS-STING天然免疫通路,从而驱动SASP。这一发现为干预衰老细胞炎症提供了全新靶点。

R环:被忽视的DNA结构

R环(R-loop)是一种三链核酸结构,由RNA与DNA杂交形成,常见于转录活跃区域。过去研究主要关注其在癌症免疫响应中的作用,但在衰老和炎症中的角色尚不清晰。

本研究首次系统揭示:衰老细胞中积累了大量从细胞核外排的R环状DNA,这些DNA定位于细胞质染色质碎片(CCF)中,激活cGAS-STING通路。研究发现这些外排的R环在alpha-卫星序列(alpha-satellite repeats)处高度富集——这些区域正是基因组中高度重复、且与细胞衰老密切相关的区域。

关键发现:XPO1-DD1复合体介导R环外排

研究团队进一步鉴定出介导R环从细胞核外排至细胞质的关键分子机器——输出蛋白-1(XPO1)与DEAD-Box解旋酶1(DDX1)形成的复合体:

  • XPO1:核输出受体,负责将大分子从细胞核转运至细胞质
  • DDX1:RNA/DNA解旋酶,协助解旋核酸结构使其可通过核孔
  • 两者协同作用,将R环状DNA从细胞核运出,经细胞质染色质碎片(CCF)递送至cGAS-STING感知系统

药物干预验证:KPT-330靶向XPO1延长健康寿命

为验证这一通路的因果作用,研究团队使用XPO1抑制剂KPT-330(塞利尼索,Selinexor)进行处理。KPT-330是一种已被FDA批准用于治疗多发性骨髓瘤的药物(商品名Xpovio):

核心结果

  • SASP抑制:KPT-330有效阻断R环的核外排及其向CCF的定位,显著降低SASP因子分泌
  • 炎症减轻:在老年小鼠中,KPT-330治疗显著降低年龄相关组织炎症水平
  • 健康寿命延长:治疗组小鼠呈现更好的生理功能和更长的健康期

研究意义

  • 机制突破:首次建立"R环外排→cGAS-STING→SASP"完整信号轴,将天然免疫感知系统与衰老炎症直接联系起来
  • 靶点明确:XPO1-DD1复合体是R环外排的唯一已知分子途径,成为干预衰老细胞炎症的精准靶点
  • 药物可及:KPT-330(Selinexor)已是获批药物,可快速进入人体抗衰老适应证的临床探索
  • 广泛适用:SASP是多种年龄相关疾病(动脉粥样硬化、肺纤维化、骨关节炎、神经退行性疾病等)的核心驱动因素,XPO1抑制策略具有广泛的治疗潜力
  • 与衰老领域其他工作的关联:cGAS-STING通路已被多次证实是衰老细胞驱动炎症的关键通路,本研究为其上游机制提供了分子解释

原文链接

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