SASP эндотелия и гладкомышечных клеток сосудов: роль в патогенезе и терапии атеросклероза

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Доступ платный или только для подписчиков

Аннотация

Секреторный фенотип, связанный со старением (senescence-associated secretory phenotype, SASP) - одна из причин развития ассоциированных с возрастом заболеваний, в том числе атеросклероза. Цель обзора - анализ данных о роли SASP-клеток сердечно-сосудистой системы в патогенезе и фармакотерапии атеросклероза. В формировании SASP эндотелиоцитов и гладкомышечных клеток сосудов важную роль играет повышение синтеза провоспалительных цитокинов (IL1, IL6, IL8, TNF, MCP), снижение продукции противовоспалительного цитокина IL4, факторов апоптоза (p16, p53), активация фактора тромбоза PAI-1, MMP и других сигнальных молекул. SASP сенесцентных клеток изменяет функции их микроокружения и вызывает хроническую воспалительную реакцию (inflamm-aging), способствующую повреждению сосудов. В экспериментальных исследованиях некоторые сенолитические кардио- и геропротекторы (метформин, ресвератрол, дигоксин, рапамицин, кверцитин и др.) препятствуют формированию SASP эндотелиальными и гладкомышечными клетками и предотвращают развитие атеросклероза. Поиск веществ, препятствующих формированию SASP и предотвращающих развитие атеросклероза, является важной задачей геронтологии и молекулярной медицины.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

Дмитрий Владимирович Савицкий

Санкт-Петербургский институт биорегуляции и геронтологии

Email: dmitrijsavitckij@yandex.ru

научный сотрудник лаборатории патологической физиологии сердечно-сосудистой системы

Россия,

Наталья Сергеевна Линькова

Санкт-Петербургский институт биорегуляции и геронтологии; Академия постдипломного образования ФГБУ ФНКЦ ФМБА России; Белгородский национальный исследовательский университет

Email: miayy@yandex.ru

доктор биологических наук, доцент, заведующая лабораторией молекулярных механизмов старения; старший научный сотрудник лаборатории проблем старения; профессор кафедры терапии, гериатрии и анти-возрастной медицины Академии постдипломного образования

Россия,

Екатерина Олеговна Кожевникова

Санкт-Петербургский институт биорегуляции и геронтологии

Email: katena_94@list.ru

кандидат биологических наук, научный сотрудник лаборатории биогеронтологии

Россия,

Глеб Борисович Сараев

Санкт-Петербургский институт биорегуляции и геронтологии

Email: glebsaraev@gmail.com

научный сотрудник лаборатории биогеронтологии

Россия,

Кирилл Ленарович Козлов

Санкт-Петербургский институт биорегуляции и геронтологии; ФГБВОУВО «Военно-медицинская академия им. С.М. Кирова» МО РФ

Email: kozlov_kl@mail.ru

доктор медицинских наук, профессор, руководитель отдела клинической геронтологии и гериатрии

Россия,

Игорь Моисеевич Кветной

Санкт-Петербургский государственный университет; Санкт-Петербургский научно-исследовательский институт фтизиопульмонологии МЗ РФ

Автор, ответственный за переписку.
Email: info@spbniif.ru

руководитель Центра молекулярной биомедицины

Россия,

Список литературы

  1. Sabharwal S.S., Schumacker P.T. Mitochondrial ROS in cancer: initiators, amplifiers or an Achilles' heel? Nat Rev Cancer. 2014; 14: 709-21. doi: 10.1038/nrc3803
  2. Ballinger S.W. Beyond retrograde and anterograde signalling: mitochondrial-nuclear interactions as a means for evolutionary adaptation and contemporary disease susceptibility. Biochem Soc Trans. 2013; 41: 111-7. doi: 10.1042/BST20120227.
  3. Berneburg M., Kamenisch Y., Krutmann J., Rocken M. To repair or not to repair - no longer a question: repair of mitochondrial DNA shielding against age and cancer Exp Dermatol. 2006; 15: 1005-15. doi: 10.1111/j.1600-0625.2006.00508.x
  4. He X., Zhou A., Lu H., Chen Y., Huang G., Yue X., Zhao P., Wu Y. Suppression of mitochondrial complex I. influences cell metastatic properties. PLoS One. 2013; 8: e61677. doi: 10.1371/journal.pone.0061677.
  5. Shakeri H., Lemmens K., Gevaert A.B., De Meyer G.R.Y., Segers V.F.M. Cellular senescence links aging and diabetes in cardiovascular disease. Am J. Physiol Heart Circ Physiol. 2018; 315 (3): 448-62. doi: 10.1152/ajpheart.00287.2018.
  6. Tyrrell D.J., Blin M.G., Song J., Wood S.C., Zhang M., Beard D.A., Goldstein D. Age-associated mitochondrial dysfunction accelerates atherogenesis. Circ Res. 2020; 126 (3): 298-314. doi: 10.1161/circresa-ha.119.315644
  7. Sun Y., Wang X., Liu T., Zhu X., Pan X. The multifaceted role of the SASP in atherosclerosis: from mechanisms to therapeutic opportunities. Cell Biosci. 2022; 12 (1): 74.
  8. Khosla S., Farr J.N., Tchkonia T., Kirkland J.L. The role of cellular senescence in ageing and endocrine disease. Nat Rev Endocrinol. 2020; 16 (5): 263-75. doi: 10.1038/s41574-020-0335-y.
  9. Stojanovic S.D., Fiedler J., Bauersachs J., Thum T., Sedding D.G. Senescence-induced inflammation: an important player and key therapeutic target in atherosclerosis. Eur Heart J. 2020; 41 (31): 2983-96. doi: 10.1093/eurheartj/ehz919.
  10. Libby P. Targeting inflammatory pathways in cardiovascular disease: the inflammasome, interleukin-1, interleukin-6 and beyond. Cells. 2021; 10 (4): 951. doi: 10.3390/cells10040951.
  11. Childs B.G., Baker D.J., Wijshake T., Conover C.A., Campisi J., van Deursen J.M. Senescent intimal foam cells are deleterious at all stages of atherosclerosis. Science. 2016; 354 (6311): 472-7. doi: 10.1126/science. aaf6659.
  12. Stojanovic S.D., Fuchs M., Kunz M., Xiao K., Just A., Pich A., Bauersachs J., Fielder J., Sedding J., Thum T. Inflammatory drivers of cardiovascular disease: molecular characterization of senescent coronary vascular smooth muscle cells. Front Physiol. 2020; 11: 520. doi: 10.3389/fphys.2020.00520.
  13. Baker D.J., Childs B.G., Durik M., Wijers M.E., Sieben C.J., Zhong J., Saltness R.A., Jeganathan K.B., Verzosa G.C., Pezeshki A., Khazaie Kh., Miller J.D., van Deursen J.M. Naturally occurring p16(Ink4a)-positive cells shorten healthy lifespan. Nature. 2016; 530 (7589): 184-9. doi: 10.1038/nature16932.
  14. Song P., Zhao Q., Zou M.-H. Targeting senescent cells to attenuate cardiovascular disease progression. Ageing Res Rev. 2020; 60: 101072. doi: 10.1016/j.arr. 2020.101072.
  15. Song P., An J., Zou M-H. Immune clearance of senescent cells to combat ageing and chronic diseases. Cells. 2020; 9 (3): 671. doi: 10.3390/cells9030671.
  16. Ungvari Z., Tarantini S., Donato A.J., Galvan V., Csiszar A. Mechanisms of vascular aging. Circ Res. 2018; 123 (7): 849-67. doi: 10.1161/circresaha.118.311378.
  17. Weber C., Noels H. Atherosclerosis: current pathogenesis and therapeutic options. Nat Med. 2011; 17 (11): 1410-22. doi: 10.1038/nm.2538.
  18. Banerjee P., Kotla S., Reddy Velatooru L., Abe R.J., Davis E.A., Cooke J.P., Schadler K., Deswal A., Herrmann J., Lin S.H., Abe J.I., Le N.T. Senescence-associated secretory phenotype as a hinge between cardiovascular diseases and cancer. Front Cardio-vasc Med. 2021; 8: 763930. doi: 10.3389/fcvm.2021.763930.
  19. McDonald A.P., Meier T.R., Hawley A.E., Thibert J.N., Farris D.M., Wrobleski S.K., Henke P.K., Wakefield T.W., Myers Jr D.D. Aging is associated with impaired thrombus resolution in a mouse model of stasis induced thrombosis. Thromb Res. 2010; 125 (1): 72-8. doi: 10.1016/j.thromres.2009.06.005
  20. Korybalska K., Kawka E., Kusch A., Aregger F., Dragun D., Jörres A., Bręborowicz A., Witowski J.Recovery of senescent endothelial cells from injury. J Gerontol A Biol Sci Med Sci. 2013; 68 (3): 250-7. doi: 10.1093/gerona/gls169.
  21. Kotla S., Le N.T., Vu H.T., Ko K.A., Gi Y.J., Thomas T.N., Giancursio C., Lusis A., Cooke J., Fujiwara K., Abe J.-I. Endothelial senescence-associated secretory phenotype (SASP) is regulated by Makorin-1 ubiquitin E3 ligase. Metabolism. 2019; 100: 153962. doi: 10.1016/j.metabol.2019.153962.
  22. Raucci A., Macri F., Castiglione S., Badi I., Vinci M.C., Zuccolo E. MicroRNA-34a: the bad guy in age-related vascular diseases. Cell Mol Life Sci. 2021; 78 (23): 7355-78. doi: 10.1007/s00018-021-03979-4.
  23. Mistriotis P., Andreadis S.T. Vascular aging: molecular mechanisms and potential treatments for vascular rejuvenation. Ageing Res Rev. 2017; 37: 94-116. doi: 10.1016/j.arr.2017.05.006.
  24. Grootaert M.O.J., Moulis M., Roth L., Martinet W., Vindis C., Bennett M.R., De Meyer G.R.Y. Vascular smooth muscle cell death, autophagy and senescence in atherosclerosis. Cardiovasc Res. 2018; 114 (4): 622-34. doi: 10.1093/cvr/cvy007.
  25. Chi C., Li D.-J., Jiang Y.-J., Tong J., Fu H., Wu Y.-H., Shen F.-M. Vascular smooth muscle cell senescence and age-related diseases: state of the art. Biochim Biophys Acta Mol Basis Dis. 2019; 1865 (7): 1810-21. doi: 10.1016/j.bbadis.2018.08.015.
  26. Gardner S.E., Humphry M., Bennett M.R., Clarke M.C.H. Senescent vascular smooth muscle cells drive inflammation through an interleukin-1a-dependent senescence-associated secretory phenotype. Arterioscler Thromb Vasc Biol. 2015; 35 (9): 1963-74. doi: 10.1161/atvbaha.115.305896,
  27. Martel J., Ojcius D.M., Wu C.-Y, Peng H.-H., Voisin L., Perfettini J.-L., Ko Y.-F., Young J.D. Emerging use of senolytics and senomor-phics against aging and chronic diseases. Med Res Rev. 2020; 40 (6): 2114-31. doi: 10.1002/med.21702.
  28. Baker D.J., Wijshake T., Tchkonia T., LeBrasseur N.K., Childs B.G., van de Sluis B., Kirkland J.L., van Deursen J.V. Clearance of p16Ink4a-positive senescent cells delays ageing-associated disorders. Nature. 2011; 479: 232-6. doi: 10.1038/nature10600.
  29. Xu M., Pirtskhalava T., Farr J.N., Weigand B.M., Palmer A.K., Weivoda M.M., Inman C.L., Ogrodnik M.B., Hachfeld C.M., Fraser D.G., Onken J.L., Johnson K.O., Verzosa G.C., Langhi L.G.P., Weigl M., Giorgadze N., LeBrasseur N.K., Miller J.D., Jurk D., Singh R.J., Allison D.B., Ejima K., Hubbard G.B., Ikeno Y., Cubro H., Garovic V.D., Hou X., Weroha S.J., Robbins P.D., Niedernhofer L.J., Khosla S., Tchkonia T., Kirkland J.L. Senolytics improve physical function and increase lifespan in old age. Nat Med. 2018; 24: 1246-56. doi: 10.1038/s41591-018-0092-9.
  30. Kirkland J.L., Tchkonia T., Zhu Y., Niedernhofer L.J., Robbins PD. The clinical potential of senolytic drugs. J. Am Geriatr Soc. 2017; 65: 2297-301. doi: 10.1111/jgs.14969.
  31. Zhu Y., Tchkonia T., Fuhrmann-Stroissnigg H., Dai H.M., Ling Y.Y., Stout M.B., Pirtskhalava T., Giorgadze N., Johnson K.O., Giles C.B., Wren J.D., Niedernhofer L.J., Robbins PD., Kirkland J.L. Identification of a novel senolytic agent, navitoclax, targeting the Bcl-2 family of anti-apoptotic factors. Aging Cell. 2016; 15: 428-35. doi: 10.1111/acel.12445.
  32. Zhu Y., Doornebal E.J., Pirtskhalava T., Giorgadze N., Wentworth M., Fuhrmann-Stroissnigg H., Niedernhofer L.J., Robbins PD., Tchkonia T., Kirkland J.L.New agents that target senescent cells: the flavone, fisetin, and the BCL-XL inhibitors, A1331852 and A1155463. Aging. 2017; 9: 955-63. doi: 10.18632/aging.101202.
  33. Triana-Martinez F., Picallos-Rabina P., Da Silva-Alvarez S., Pietrocola F., Llanos S., Rodilla V., Soprano E., Pedrosa P., Ferreiros A., Barradas M., Hernandez-Gonzalez F., Lalinde M., Prats N., Bernado C., Gonzalez P., Gomez M., Ikonomopoulou M.P., Fernandez-Marcos PJ., Garcia-Caballero T., Del Pino P., Arribas J., Vidal A., Gonzalez-Barcia M., Serrano M., Loza M.I., Dominguez E., Collado M. Identification and characteri zation of Cardiac Glycosides as senolytic compounds. Nat Commun. 2019; 10: 4731. doi: 10.1038/s41467-019-12888-x.
  34. Mark Sweeney, Stuart A. Cook, Jesus Gil. Therapeutic opportunities for senolysis in cardiovascular disease. FEBS J. 2022. doi: 10.1111/febs.16351.
  35. Dookun E., Walaszczyk A., Redgrave R., Palmowski P., Tual-Chalot S., Suwana A., Chapman J., Jirkovsky E., Sosa L.D., Gill E., Yausep O.E., Santin Y., Mialet-Perez J., Owens W.A., Grieve D., Spyridopoulos I., Taggart M., Arthur H.M., Passos J.F., Richardson G.D. Clearance of senescent cells during cardiac ischemia-reperfusion injury improves recovery. Aging Cell. 2020; 19: e13249. doi: 10.1111/acel.13249.
  36. Walaszczyk A., Dookun E., Redgrave R., Tual-Chalot S., Victorelli S., Spyridopoulos I., Owenes A., Arthur H.M., Passos J.F., Richardson G.D. Pharmacological clearance of senescent cells improves survival and recovery in aged mice following acute myocardial infarction. Aging Cell. 2019; 18: e12945. doi: 10.1111/acel.12945.
  37. Fuhrmann-Stroissnigg H., Ling Y.Y., Zhao J., McGowan S.J., Zhu Y., Brooks R.W., Grassi D., Gregg S.Q., Stipay J.L., Dorronsoro A., Corbo L., Tang P., Bukata C., Ring N., Giacca M., Li X., Tchkonia T., Kirkland J.L., Niedernhofer L.J., Robbins P.D. Identification of HSP90 inhibitors as a novel class of senolytics. Nat Commun. 2017; 8 (1): 422. doi: 10.1038/s41467-017-00314-z.
  38. Ungvari Z., Tarantini S., Sorond F., Merkely B., Csiszar A. Mechanisms of vascular aging, a geroscience perspective: JACC focus seminar. J. Am Coll Cardiol. 2020; 75 (8): 931-41. DOI: 10.1016/j. jacc.2019.11.061.
  39. Yamada S., Tatsumoto N., Tokumoto M., Noguchi H., Ooboshi H., Kitazono T., Tsuruya K. Phosphate binders prevent phosphate-induced cellular senescence of vascular smooth muscle cells and vascular calcification in a modified, adenine-based uremic rat model. Calcif Tissue Int. 2015; 96 (4): 347-58. doi: 10.1007/s00223-014-9929-5.
  40. Yin Y., Chen H., Wang Y., Zhang L., Wang X. Roles of extracellular vesicles in the aging microenvironment and age-related diseases. J. Extracell Vesicles. 2021; 10 (12): e12154. doi: 10.1002/jev2.12154.
  41. Sung J.Y., Lee K.Y., Kim J.-R., Choi H.C. Interaction between mTOR pathway inhibition and autophagy induction attenuates adriamycin-induced vascular smooth muscle cell senescence through decreased expressions of p53/p21/p16. Exp Gerontol. 2018; 109: 51-8. DOI: 10.1016/j. exger.2017.08.001.
  42. Hongo A., Okumura N., Nakahara M., Kay E.P., Koizumi N. The effect of a p38 mitogen-activated protein kinase inhibi tor on cellular senescence of cultivated human corneal endothelial cells. Invest Ophthalmol Vis Sci. 2017; 58 (9): 3325-34. doi: 10.1167/iovs.16-21170.
  43. Bennaceur K., Atwill M., Al Zhrany N., Hoffmann J., Keavney B., Breault D., Richardson G., von Zglinicki T., Saretzki G., Spyridopoulos I. Atorvastatin induces T. cell proliferation by a telomerase reverse transcriptase (TERT) mediated mechanism. Atherosclerosis. 2014; 236 (2): 312-20. DOI: 10.1016/j. atherosclerosis.2014.07.020.
  44. Liu S., Uppal H., Demaria M., Desprez P-Y., Campisi J., Kapahi P. Simvastatin suppresses breast cancer cell proliferation induced by senescent cells. Sci. Rep. 2015; 5: 17895. doi: 10.1038/srep17895.
  45. Efimova E.V., Ricco N., Labay E., Mauceri H.J., Flor A.C., Ramamurthy A., Sutton H.G., Weichselbaum R.R. Kron S.J. HMG-CoA reductase inhibition delays DNA repair and promotes senescence after tumor irradiation. Mol. Cancer Ther. 2018; 17: 407-18. doi: 10.1158/1535-7163.MCT-17-0288.
  46. Moon S.H., Huang C.-H., Houlihan S.L., Regunath K., Freed-Pastor W.A., Morris 4th J.P., Tschaharganeh D.F., Kastenhuber E.R., Barsotti A.M., Culp-Hill R., Xue W., Ho Y.-J., Baslan T., Li X., Mayle A., de Stanchina E., Zender L., Tong D.R., D'Alessandro A., Lowe S.W., Prives C. p53 Represses the mevalonate pathway to mediate tumor suppression. Cell. 2019; 176: 564-580e519. doi: 10.1016/j.cell.2018.11.01.
  47. Wiley C.D., Schaum N., Alimirah F., Lopez-Dominguez J.A., Orjalo A.V., Scott G., Desprez P.-Y., Benz C., Davalos A.R., Campisi J. Small-molecule MDM2 antagonists attenuate the senescence-associated secretory phenotype. Sci. Rep. 2018; 8: 2410. doi: 10.1038/s41598-018-20000-4.
  48. Han X., Chen H., Gong H., Tang X., Huang N., Xu W., Tai H., Zhang G., Zhao T., Gong T., Wang S., Yang Y., Xiao H. Autolysoso-mal degradation of cytosolic chromatin fragments antagonizes oxidative stress-induced senescence. J. Biol Chem. 2020; 295 (14): 4451-63. doi: 10.1074/jbc. RA119.010734.
  49. Bharath L.P., Agrawal M., McCambridge G., Nicholas D.A., Hasturk H., Liu J., Jiang K., Liu R., Guo Z., Deeney J., Apovian C.M., Snyder-Cappione J., Hawk G.S., Fleeman R.M., Pihl R.M.F., Thompson K., Belkina A.C., Cui L., Proctor E.A., Kern P.A., Nikolajczyk B.S. Metformin enhances autophagy and normalizes mitochondrial function to alleviate aging-associated inflammation. Cell Metab. 2020; 32 (1): 44. DOI: 10.1016/j. cmet.2020.04.015.
  50. Wiley C.D., Campisi J. The metabolic roots of senescence: mechanisms and opportunities for intervention. Nature Metabolism. 2021; 3: 1290-301. doi: 10.1038/s42255-021-00483-8.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Предполагаемая схема предотвращения формирования SASP и развития атеросклероза с применение геро- и кардиопротекторов

Скачать (121KB)
Метаданные

© ИД "Русский врач", 2022

Данный сайт использует cookie-файлы

Продолжая использовать наш сайт, вы даете согласие на обработку файлов cookie, которые обеспечивают правильную работу сайта.

О куки-файлах