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细胞衰老促进了许多与年龄相关的肌肉骨骼疾病的进展。细胞衰老是一种由复制性耗竭及多种细胞应激因素引发的生物学状态，这些因素包括氧化应激升高、线粒体功能障碍、机械过载，以及长期暴露于促炎性细胞因子和蛋白酶。尽管清除衰老细胞的药物显示出消除衰老细胞的应用前景，但由于缺乏具有生理相关性且可规模化的体外筛选方法，其转化应用受到了阻碍。在本研究中，我们建立了一种标准化、具有生理相关性的衰老诱导模型，并验证了一种代谢活性检测方法可作为快速、可规模化的清除衰老细胞化合物筛选手段。我们以人原代椎间盘细胞（IVD）为例，但该工作流程同样适用于许多其他细胞类型。为模拟炎症和氧化应激，我们采用了TLR-2激活剂（Pam2CSK4）与叔丁基过氧化氢（tBHP，一种强效ROS生成剂）的联合处理。通过定量分析3种IVD细胞类型——髓核（NP）、内层纤维环（iAF）和外层纤维环（oAF）细胞中的β-半乳糖苷酶荧光强度、β-gal酶活性以及衰老标志物p16的表达，对衰老诱导进行了验证。Pam2CSK4与tBHP联合暴露在3种IVD细胞类型中均诱导出稳健的衰老表型，其中oAF细胞在β-gal荧光、β-gal酶活性和p16表达方面表现出最显著的升高。 随后，我们使用oAF细胞评估代谢活性检测法（Alamar Blue）是否可用于判定清除衰老细胞药物对非衰老细胞的细胞毒性，以及其在衰老与非衰老细胞混合群体中的清除衰老活性。我们通过比较诱导和未诱导细胞在暴露于三种已知清除衰老细胞药物（o-香草醛、RG-7112和ABT-199）后的代谢活性结果与β-gal酶活性及p16表达，验证了该方法。代谢活性检测能够可靠地识别一个治疗窗口，在该窗口内，这三种清除衰老细胞药物对非衰老细胞无毒，同时可选择性降低衰老与非衰老细胞混合群体的代谢活性。混合群体中代谢活性的下降与SA β-gal酶活性和p16表达的降低相关，证实了代谢活性可作为一种灵敏且可规模化的清除衰老细胞活性读出指标。
细胞衰老促进了多种与年龄相关的肌肉骨骼疾病的进展。细胞衰老是一种由复制耗竭及多种细胞应激因素引发的生物学状态，这些因素包括氧化应激升高、线粒体功能障碍、机械超负荷，以及长期暴露于促炎性细胞因子和蛋白酶。尽管清除衰老细胞的药物显示出消除衰老细胞的前景，但由于缺乏具有生理相关性且可规模化的体外筛选方法，其转化应用受到了阻碍。在本研究中，我们建立了一种标准化且具有生理相关性的衰老诱导模型，并验证了代谢活性检测作为一种快速、可规模化的清除衰老细胞化合物筛选方法。我们以人原代椎间盘细胞（IVD）为例，但该工作流程同样适用于许多其他细胞类型。为模拟炎症和氧化应激，我们采用了TLR-2激活（Pam2CSK4）与叔丁基过氧化氢（tBHP，一种强效活性氧（ROS）生成剂）相结合的处理方式。我们通过定量分析3种IVD细胞类型——髓核（NP）、内层纤维环（iAF）和外层纤维环（oAF）细胞中的β-半乳糖苷酶荧光强度、β-gal酶活性以及衰老标志物p16的表达，验证了衰老诱导效果。Pam2CSK4与tBHP联合暴露在全部3种IVD细胞类型中均产生了稳健的衰老表型，其中oAF细胞表现出最显著的β-gal荧光、β-gal酶活性和p16表达升高。
随后，我们使用oAF细胞评估代谢活性检测（Alamar Blue）是否可用于同时判定清除衰老药物对非衰老细胞的细胞毒性，以及其在衰老与非衰老细胞混合群体中的清除衰老活性。我们通过比较诱导组和未诱导组细胞在暴露于三种已知清除衰老药物（o-香草醛、RG-7112和ABT-199）后的代谢活性结果与β-gal酶活性及p16表达，验证了该方法。代谢活性检测可靠地识别出了一个治疗窗口，在该窗口内，这三种清除衰老药物对非衰老细胞无毒，同时能够选择性降低衰老与非衰老细胞混合群体中的代谢活性。混合群体中代谢活性的降低与SA β-gal酶活性和p16表达的下降相关，从而验证了代谢活性作为一种灵敏且可规模化的清除衰老效应读出指标。
📄 原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.08.20.746082v1?rss=1
🏷️ 细胞衰老 清除衰老细胞药物 体外筛选平台 椎间盘细胞 氧化应激 代谢活性检测