Механизмы клеточного старения: остановка клеточного цикла и секреторный фенотип, ассоциированный со старением

Клеточное старение — это устойчивая остановка клеточного цикла, которая может запускаться в нормальных клетках под действием различных внутренних и внешних стимулов, а также сигнальных путей, связанных с развитием. Старение рассматривают как высокодинамичный многоэтапный процесс, в ходе которого свойства стареющих клеток непрерывно изменяются и становятся более разнообразными в зависимости от контекста.

Клеточное старение связано с множественными клеточными и молекулярными изменениями и отчетливыми фенотипическими сдвигами, включая стабильную остановку пролиферации, не реагирующую на митогенные стимулы. Стареющие клетки остаются жизнеспособными, у них изменяется метаболическая активность, происходят выраженные изменения экспрессии генов и формируется сложный секреторный фенотип, ассоциированный со старением. Клеточное старение может ухудшать репарацию и регенерацию тканей, тем самым способствуя старению организма. Удаление стареющих клеток может ослаблять возраст-ассоциированную дисфункцию тканей и увеличивать продолжительность периода здоровой жизни. Старение также может служить мощным противоопухолевым механизмом, предотвращая пролиферацию потенциально злокачественных клеток. Это клеточная программа с двойным эффектом, оказывающая как благоприятное, так и неблагоприятное влияние на здоровье организма, и рассматривается как пример эволюционного антагонистического плейотропизма.

Ключевую роль в регуляции старения играет активация опухоль-супрессорных путей p53/p21 и p16/pRB. В последнее время в реализацию старения и стареющего фенотипа были вовлечены и несколько других путей. В этом обзоре рассматриваются молекулярные механизмы, лежащие в основе клеточного старения и связанной со старением остановки роста, с особым акцентом на то, почему клетки прекращают делиться, насколько стабильна эта остановка роста, на гиперсекреторный фенотип и на то, как интегрируются различные сигнальные пути.