雷帕霉素白吃了？年轻是假象，停药仅一周，即刻引发全面炎症！

在经典科幻电影《黑客帝国》中，主角尼奥面临一个改变命运的选择：吞下蓝色药丸，他将继续活在舒适但虚假的虚拟世界里；而吞下红色药丸，他将醒来，直面残酷但真实的现实。

同样，在衰老研究领域，我们似乎也面临着“红蓝药丸”的困境：虽然长寿，但在生命的最后十几年，要与慢性J病进行漫长的斗争；或者尽可能压缩自己充满J病的晚年阶段，但过于强大的健康保护机制（如强力的抑癌程序），会以牺牲一定的生命总长度为代价[1]。

无论怎么选，似乎都不是完美的答案……不过近期，一篇发表在PNAS上的研究表明，我们所以为的药丸困境，从一开始可能就是伪命题：驱动衰老过程中健康保护（如抑制A）和病痛根源（如SASPY症）的，并非同一个不可分割的生物学过程[2]。

衰老的二元性

长期以来，我们认为细胞衰老是个好坏一体的过程。一旦细胞衰老，周期停滞（抑制潜在的癌变）与释放SASP（加速组织老化）便会同步发生。但……事情并非如此！这两个过程，其实是由两套可分离的基因程序控制。

图注：这其实也早有证据，派派之前介绍过研究发现，二者中会夹杂一个关键的中间环节——细胞变大，表明了两者之间的时序关系[3]

可分离？要知道，细胞衰老是个由无数基因参与的复杂过程，而周期停滞和SASP更是共享了许多上游的触发信号（比如DNA损伤），在同一个触发信号下，如何能做到各走各的路，互不干扰？

所以，这里就要引入一个生物学概念——基因的增强子（Enhancer）。

在我们的细胞中，并非所有基因都会处于活跃状态，有的基因只会特定时刻展现出极高的表达活性。此时，增强子就成了一个选择，它本身不编码蛋白质，但能通过与特定的转录因子结合，从而极大地提高基因的转录效率。

图注：转录因子结合到增强子上，确保基因转录的精确调控

所以，在细胞衰老的过程中，恰恰是这些增强子被异常激活，从而启动了整个衰老程序。那愣着干啥，先从转录因子找起！扫描了衰老细胞中新出现或活性增强的增强子序列，科学家们发现了两个激活增强子的幕后黑手：

1. 第一个蛋白家族为NFI，它的作用是抑制细胞无限增殖、防止癌变；

2. 另一个是Y症通路NF-κB的关键成员—p65（引发Y症）。

图注：p65和NFI的结合基序在衰老增强子中富集度最高（NFIC为NFI家族中的一员）

而且，在年轻细胞中，NFI和p65蛋白与这些衰老相关的增强子区域几乎没有结合。然而，在进入衰老状态的细胞中，情况发生了巨大变化，大量的NFI和p65蛋白富集在这些增强子区域，信号强度增强，出现醒目的红色标记。

图注：NFI和p65确实是衰老程序的直接参与者，它们在衰老发生时，精确地结合到了这些基因的增强子上（EPQ为年轻细胞、Senescent为衰老细胞）

到此，我们已经确认了两个调控细胞增殖与SASP释放的转录因子，下一步：确认它们是否分离，这个也简单，分别抑制编码NFI和p65的基因即可。

结果表明，这两个系统确实是可分离的：当使用药物抑制p65介导的Y症通路后，细胞的增殖寿命曲线几乎没有改变，它们依然在正常的时间点停止增殖；移除了NFI后，细胞确实能持续不断地分裂，但并没有证据表明它们的SASPY症水平因此而降低。

这些发现共同表明，细胞周期停滞与 SASP 分泌是由两套相对可分离的分子机制调控的，那……又是谁在背后调控它们？

背后的源头！

顺藤摸瓜，科学家们找到了源头——来自TGF-β的信号分子家族的两个蛋白。

TGF-β超家族是一类保守的分泌性细胞因子，发挥细胞内发育调控、免疫调节与维持组织稳态的功能[4]，主要分为TGF-β（TGF-β1/2/3）、Activin/Inhibin、BMP/GDF三个亚族以及Nodal/Lefty等发散成员。

第一个蛋白来自Activin A，它的核心任务是激活负责抑制细胞增殖的基因（SGAINED-PROLIF Genes），让细胞进入生长停滞状态。

图注：比率高表明这组增强子主要调控的是增殖相关的程序；比率低表明这组增强子主要调控的是Y症相关程序

当Activin A的信号发出后，中间蛋白SMAD2/3便会立刻被派往那些负责让细胞进入生长停滞状态的基因增强子区域。随后，NFI蛋白就会被SMAD2/3招募而来（并且其结合程度要远超其他潜在蛋白）并大量富集，执行停止生长的命令。

而第二个蛋白—TGF-β2 的主要任务，不用说你也懂—阻止细胞释放有害的SASP因子。

图注：比率高表明这组增强子主要调控的是增殖相关的程序；比率低表明这组增强子主要调控的是Y症相关程序

当然，与Activin A一样，TGF-β2同样也是通过中间蛋白SMAD2/3来执行，不过这个机制显得更为巧妙：

当接受到TGF-β2信号后，SMAD2/3蛋白会迅速和那些与Y症基因相关联的增强子区域结合。不过这里可不是激活，而是去抢占原本属于p65蛋白的位置。一旦p65离开，它所负责的Y症程序……自然就无法启动。

最后贴个总览图，我们可以一目了然地看到两条可分离的路径：上边是Activin A 驱动的增殖停滞路径，下边是TGF-β2抑制的SASPY症路径。有趣的是，虽然它们都依赖SMAD2/3来传递信号，但最终……导向的是两个完全不同的结果。

图注：并且这两个信使系统一旦被激活，它们会反过来促进编码自身的基因（INHBA和TGFB2）的表达，形成一个强大的正反馈循环，这就是为什么衰老状态一旦形成，就非常顽固和稳定

雷帕霉素/Senolytics的困境

而当我们用这个新视角去审视经典的抗衰药物—雷帕霉素时，许多过去令人困惑的现象便有了合理的解释。

例如，长期使用雷帕霉素治疗的细胞，虽然最终也会因为复制潜能耗尽进入生长停滞状态，但它们的外观看起来却非常年轻，完全没有衰老细胞那种臃肿、扁平的特征，表明它们并没有释放SASP（它会破坏细胞周围的环境，引发细胞内部骨架重组，最终导致细胞变形）。

图注：持续使用雷帕霉素的细胞

不发Y……这听起来简直完美不是嘛？我们似乎找到了一个抗衰的理想药物。

但，雷帕霉素的这种压制，只是一种脆弱的、暂时性的平衡，在本研究中，科学家们观察到了一个反常现象：停药仅一周，那些原本维持着年轻形态的细胞会迅速衰老，变得臃肿不堪，SASPY症水平疯狂飙升，甚至比从未用过药的正常衰老细胞还要严重！

所以……雷帕霉素并没有真正解决SASP问题，它更像是一个强行压住沸腾锅盖的方法（通过抑制mTOR通路），并没有改变细胞进入衰老的既定程序（NFI和p65）。锅里的能量（即驱动SASP的内在信号）在不断积蓄，一旦松手，被压抑已久的p65通路，就会以更猛烈的形式爆发出来。

既然压制有风险，那直接眼不见为净，用Senolytics药物清除所有衰老细胞怎么样？听起来很不错，例如，由达沙替尼（Dasatinib）和槲皮素（Quercetin）组成的D+Q组合，已经在多个小规模临床试验中，展现出清除衰老细胞、改善患者生理功能的积极信号。

然而，Senolytics的道路也并非一帆风顺。一些靶向不同机制的早期Senolytics药物，在进入更大规模的人体临床试验时，却遭遇了水土不服。

例如UBX0101，这是由Unity Biotechnology开发的一种衰老细胞清除药物，该药物通过抑制p53/MDM2相互作用诱导衰老滑膜细胞凋亡，旨在减轻关节Y症和疼痛，缓解膝关节骨关节Y。但在其关键的II期临床试验中，最终未能展现出优于安慰剂的统计学显著疗效。

图注：Unity Biotechnology公司2020年的新闻稿显示，UBX0101的II期试验（NCT04129944）结果并不理想

为什么直接杀死坏细胞的策略，在现实中却不那么完美呢？还是前面说的，衰老细胞并非铁板一块，停止增殖（NFI）与Y症分泌（p65）是两个系统。

而Senolytics药物的设计，是基于识别衰老细胞的某些共同特征（例如衰老标志物SA-β-GAL），然后触发衰老细胞凋亡程序。这就带来了一个潜在风险：Senolytics无法区分一个正在默默执行守护程序的衰老细胞，和一个执行破坏程序的衰老细胞，只能无差别攻击。

虽然短时间内缓解Y症，但或许已经引出了其他健康风险。

正因以上种种局限，这项研究也给我们指明了一条新的路：相比起笼统地抑制或杀死衰老细胞，开发利用特异性阻断p65介导的SASP通路的新型药物，切断增殖抑制与SASP之间的强绑定，仅关闭Y症警报而不影响NFI调控的细胞周期停滞功能，或许是更理想的路径。

—— TIMEPIE ——

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