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大家好，今天跟大家分享近期，来自于德克萨斯大学圣安东尼奥癌症中心梅斯癌症中心的David Gius等研究学者在《Science Advances》杂志上在线发表了一篇题为“Ketogenic diet induces p53-dependent cellular senescence in multiple organs”的研究论文。该论文揭示了，21天的生酮饮食通过p53信号促进小鼠大脑、心脏、肝脏和肾脏等多个器官的细胞衰老。好消息是，该论文表明衰老细胞清除剂Senolytic抵消生酮饮食引发的细胞衰老，而间歇性生酮饮食能够对细胞衰老起到预防作用。 01 研究背景 生酮饮食 （KD） 是一种高脂肪、低碳水化合物的饮食，会导致酮体的产生。虽然川崎病可以改善某些健康状况，并且在减肥方面很受欢迎，但也有不利影响的报道。在这里，我们展示了两种不同川崎病的小鼠，并在不同年龄诱导多个器官（包括心脏和肾脏）的细胞衰老。这种作用是通过单磷酸腺苷活化蛋白激酶 （AMPK） 和 caspase-2 灭活小鼠双分钟 2 （MDM2） 介导的，导致 p53 积累和 p21 诱导。这是使用 p53 和 caspase-2 敲除小鼠以及 AMPK、p21 和 caspase-2 抑制剂建立的。此外，川崎病小鼠血清和川崎病临床试验患者血浆样本中衰老相关的分泌表型生物标志物升高。细胞衰老通过senolytic消除，并通过间歇性川崎病预防。这些结果具有重要的临床意义，表明川崎病的影响是上下文相关的，可能需要个体优化。 见图一 两种不同的川崎病诱导细胞衰老。  图一 （A 和 B） 对照组 （CTRL） 或基于 Crisco 的 KD 小鼠的千卡消耗量 （A） 和血清酮水平 （B）（每组 n = 5 只小鼠）。数据表示为SEM±均值，通过双因素方差分析（ANOVA）计算P值。 （C 和 D） 免疫印迹显示对照组或 7 天和 21 天基于 Crisco 的 KD 或 7 天和 21 天的 CRISCO KD 中与衰老相关的 β-半乳糖苷酶 （SA-β-gal） 水平。 （E 和 F）免疫印迹显示对照饮食中心脏 （E） 和肾脏 （F） 组织中的 SA-β-gal 与 21 天基于可可脂的 KD（n = 每组 6 只小鼠）。 （G 和 H） 免疫组化 （IHC） 染色对心脏 （G） 和肾脏 （H） 组织中的 SA-β-gal、组蛋白 macroH2A.1 （H2AY） 和组蛋白 3 赖氨酸 9 三甲基化 （H3K9me3） 与 21 天基于 Crisco 的 KD（每组 n = 4 只小鼠）。比例尺，100μm。所有测量均针对不同的生物样品。显示代表性的印迹和图像。 见图二 川崎病激活 p53 并诱导 p21。  图二 (A 和 B） 免疫印迹显示 p53、phospho-p53Ser18型（第53页Ser18型）、对照组、7 天 KD 和 21 天 KD 后心脏 （A） 和肾脏 （B） 组织中的 p21 和 p16 水平（每组 n = 6 只小鼠）。 （C 和 D） 对照组心脏 （C） 和肾脏 （D） 组织中 p53 和 p21 的 IHC 染色与 21 天 KD（每组 n = 4 只小鼠）的对比。比例尺，100μm。 （E） 逆转录定量聚合酶链反应 （RT-qPCR） 定量来自对照饮食、7 天 KD 和 21 天 KD 的小鼠肾组织中的 p53、p21 和 p16 mRNA（每组 n = 3 只小鼠）。P值通过双尾学生未配对t检验计算。 （F） 将肾脏裂解物与生物素标记的四串联重复的 p53 DNA 结合序列（来自 p21 启动子）混合，使用链霉亲和素琼脂糖珠回收，并用 p53 抗体免疫印迹（每组 n = 3 只小鼠）。标有“s”的车道留空。 （G 和 H） 染色质免疫沉淀 （ChIP）–qPCR 分析显示 p53 和磷酸化 p53 的结合Ser18型在从对照组和 31 天 KD 小鼠中分离的心脏 （G） （n = 3 只小鼠/组） 和肾脏 （H） （n = 5 只小鼠/组） 细胞中 p21 启动子区域内的两个已知 p53 结合位点。P值通过双尾学生未配对t检验计算。 （I） 从心脏、肾脏和肝脏组织中分离总 RNA，用于对照饮食和 21 天 KD 小鼠的 RNA 测序 （RNA-seq）（每组 n = 3 只小鼠）。用 HiSAT2 比对器定位序列读数，并通过 StringTie 进行定量，并通过 DESeq R 鉴定差异基因表达。QIAGEN独创性通路分析（IPA）软件处理了数百个差异表达基因的列表，以鉴定激活的上游调节因子。显示代表性的印迹和图像。PPARα，过氧化物酶体增殖物激活受体α。 见图三 川崎病诱导的细胞衰老依赖于 p53 和 p21。  图三 （A 和 B） 来自对照组的心脏 （A） 和肾脏 （B） 组织 [野生型 （WT）] 或对照组纯合 p53 敲除 （p53 KO） 小鼠或 21 天 KD（每组 n = 6 只小鼠）的免疫印迹。 （C 和 D） 对对照组或 21 天 KD 的 WT （C） 和 p53 KO （D） 小鼠肾组织中 p53、p21 和 SA-β-gal 水平的 IHC 染色（每组 n = 4 只小鼠）。比例尺，100μm。 （E 和 F）对照组 WT 和 p53 KO 小鼠中 p21 和 glb1 的 mRNA 水平与心脏 （E） 和肾脏 （F） 组织中 21 天的 KD 相比（每组 n = 4 只小鼠）。P值通过双侧学生未配对t检验计算。 （G 和 H） 来自对照组或 21 天 KD 小鼠的心脏 （G） 和肾脏 （H） 组织的免疫印迹，在此期间给予小鼠 UC2288，其化学抑制 p21，每隔一天通过口服强饲法（n = 6 只小鼠）。显示代表性的印迹和图像。 见图四 川崎病通过裂解 MDM2 激活 p53。  图四 （A 和 B） 免疫印迹显示对照饮食、7 天 KD 和 21 天 KD 小鼠的心脏 （A） 和肾脏 （B） 中 RAIDD、PIDD1、裂解的半胱天冬酶-2 和裂解的 MDM2 水平（n = 每组小鼠 6 只）。 （C 和 D） 对对照组小鼠的心脏 （C） 和肾脏 （D） 组织进行免疫印迹分析，对照组或 31 天 KD 小鼠进行免疫印迹分析，在此期间，对 KD 小鼠还给予选择性半胱天冬酶抑制剂 Z-VDVAD-FMK （Casp Inh） 10 mg/kg 或载体，每隔一天通过腹膜内注射（n = 6 只小鼠每组）。 （E 和 F） 21 天 KD 时心脏 （E） 和肾脏 （F） 裂解物中的 Caspase-2 活性。P值通过单因素方差分析计算，然后进行Dunnett多重比较检验。 （G 和 H） 免疫印迹显示 WT Casp2 和纯合 Casp2 KO 小鼠在对照饮食或 21 天 KD（n = 每组 5 只小鼠）的心脏 （G） 或肾脏 （H） 中裂解的 MDM2、p53、p21 和 SA-β-gal。显示代表性印迹。 见图五  图五 (A 和 B） 免疫印迹显示总 AMPKα 和磷酸化 AMPKα-Thr172（pAMPKαTHR172型）对照饮食或21天川崎病小鼠的心脏（A）和肾脏（B）组织（每组n = 6只小鼠）的水平。 （C 和 D） 21 天 KD 小鼠通过每日腹膜内注射给予 5 mg/kg 或载体的 AMPK 激活抑制剂 dorsomorphin （DM）。免疫印迹显示 p53、pAMPKαTHR172型和 SA-β-gal 水平（每组 n = 6 只小鼠）。 （E 和 F）给予 21 天 KD 小鼠 DM，如上所述，免疫印迹显示 PIDD1、RAIDD 和裂解 MDM2 的水平（n = 每组 6 只小鼠）。显示代表性印迹。 见图六 川崎病诱导 SASP 的标志物。  图六 （A） 小鼠血清 TNFα、IL-1β、IL-6 和 CCL5，通过 ELISA 在对照组或 21 天 KD 小鼠中测量（n = 每组 3 只小鼠）。P值通过双侧学生未配对t检验计算。 （B 和 C） TNFα、IL-1β 和 IL-6 通过 ELISA 在基线时以及 3 个月和 6 个月后从男性 （B） （n = 5，基线时 4 除外）和女性 （C） （n = 11） 患者的血浆中测量。P值通过单因素方差分析计算，然后进行Dunnett多重比较检验。 见图七 川崎病诱导不同年龄小鼠的细胞衰老。  图七 （A 至 F） 对照组或 KD 小鼠的心脏和肾脏组织中 p53、p21 和 SA-β-gal 水平进行免疫印迹测定，持续 6 周龄 （对照）、16 周 [（A） 和 （B）]、24 周 [（C） 和 （D）] 和 52 周 [（E） 和 （F）]（n = 每组 5 只小鼠）。显示代表性印迹。 02 研究结论 我们在这项研究中的体内小鼠实验结果，以及其他实验室的结果，都强调了川崎病的影响是复杂的，潜在的益处和副作用可能是由于多种因素造成的，包括时间、饮食的组成和遗传学、内分泌因素和个人的健康状况。因此，建议在个性化医疗的总体范围内考虑使用川崎病，其中考虑每个患者的变量，以确定谁将从这种饮食干预中受益，谁不会从这种饮食干预中受益以及要遵循的具体方案。 好了，今天的文献解读就到这儿来，我们下期再见！如果你正在开展临床研究.需要方案设计.数据管理. 数据分析等支持.也随时可以联系我们。 |
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