这篇名为“压力表观遗传学与衰老：揭示复杂的交叉作用”的综述文章全面探讨了各种类型的压力与衰老过程的复杂关系，特别是通过表观遗传变化的视角。文章的主要内容包括： 1. 衰老与压力：强调衰老是涉及多种细胞和分子途径的复杂过程，受到氧化、基因毒性、炎症和代谢等压力的加剧。这些压力与表观组学相互作用，促进与年龄相关疾病的发展。 2. 压力类型与表观遗传调控：讨论与衰老相关的不同类型的压力及其底层的表观遗传调控。强调内部和外部刺激如何通过触发细胞损伤来塑造衰老，以及这些如何与表观遗传变化相互关联。 3. 氧化压力：探讨氧化压力在衰老中的作用，包括它如何诱导表观遗传改变，并促进衰老和相关疾病的发展。文章讨论了表观遗传调控ROS产生酶和抗氧化因子的作用。 4. 基因毒性压力：详细介绍基因毒性压力对衰老的影响，强调由氧化损伤和辐射等因素引起的基因组稳定性扰乱如何导致DNA损伤和遗传突变，这是衰老和与年龄相关疾病的关键因素。 5. 炎症压力：文章讨论了慢性低度炎症（即炎症衰老）与衰老的关联。探讨了表观遗传修饰在调控衰老相关炎症过程中基因表达的作用。 6. 代谢压力：审视营养和代谢信号失衡如何影响细胞功能并促进加速衰老。强调表观遗传修饰在介导代谢压力对衰老影响中的作用。 7. 其他类型的压力：还提到了其他类型的压力，如蛋白稳态和热应激，它们对衰老过程的影响，以及表观遗传学在这些过程中的作用。 8. 抗衰老干预：讨论了对抗衰老和与年龄相关的疾病的各种干预策略。这些包括生活方式改变、基于小分子的干预、基因疗法和细胞移植策略，每一种都可能对减轻压力和表观遗传更新产生影响。 这篇文献提供了详细的探讨，说明了不同类型的压力如何促进衰老过程，以及表观遗传学在这一交互作用中的角色，为潜在的干预和治疗方法提供了见解。
这张图展示的是与衰老相关的压力诱导因素以及它们如何通过不同的生物学途径导致细胞和分子层面的损伤。上半部分列举了各种压力源，例如化学试剂、辐射、温度变化、感染、营养、吸烟/饮酒、睡眠缺失和精神压力，这些都是衰老相关的压力诱导因素。这些因素分别与不同类型的压力相对应，如氧化压力、基因毒性压力、炎症压力、代谢压力、蛋白稳态压力和热压力。 下半部分则显示了这些压力如何通过影响细胞内不同的组分（如线粒体、蛋白质、非编码RNA、染色体结构等）导致细胞功能障碍。例如，氧化压力可以导致线粒体DNA损伤和线粒体功能障碍，进而产生更多的活性氧种（ROS），这会加剧炎症和蛋白质异常降解。同时，非编码RNA的变化、R环的形成、异染色质的丧失以及端粒的缩短都是衰老过程中的关键表观遗传事件。此外，DNA损伤包括内源性逆转录病毒（ERV）、长间隔散在重复序列（LINE1）等因素的活化，这些都是衰老相关的分子机制。 整体而言，这张图说明了衰老是一个多因素、多途径的过程，包含了从分子到系统层面的广泛改变。每种压力类型都可以影响特定的生物学途径，这些途径最终协同作用，导致细胞功能的衰退和衰老的表观遗传标志的累积。
这张图展示了细胞内如何通过检测外源性和内源性DNA来启动免疫应答。左侧部分显示了外源性DNA，如细菌和病毒DNA，是如何被细胞内的cGAS感应器识别的。cGAS激活后产生2'3'-cGAMP，后者作为信使激活STING蛋白。这启动了信号传导途径，进而激活转录因子IRF3和NF-κB，它们进入细胞核促进抗病毒基因的表达，如I型干扰素和SASP因子。 右侧部分描述内源性DNA，如线粒体DNA（mtDNA）和细胞衰老过程中产生的损伤DNA。当线粒体受损时，mtDNA可以释放到细胞质中，被cGAS检测到，从而激活STING途径。此外，这张图还展示了内源性逆转录病毒（ERV）的活化以及基因组不稳定性，如LINE1和ERV的逆转录活动，可以导致cDNA的形成和ERV蛋白的翻译。这些蛋白可能进一步促进炎症和细胞衰老。 总的来说，图示了DNA损伤和基因组不稳定性如何通过激活免疫信号通路导致炎症和细胞衰老，表明这一过程与多种疾病的发展相关，特别是与年龄相关的疾病。
这张图展示了细胞代谢途径与表观遗传修饰之间的联系。中心是线粒体，其内部的三羧酸循环（TCA cycle）和一碳代谢途径正进行着，产生了多种代谢产物，它们都能够作为表观遗传修饰的底物或共因子。 从左侧看，葡萄糖经过糖酵解成为乙酰辅酶A（Acetyl-CoA），同样，脂肪酸通过β-氧化也产生乙酰辅酶A。乙酰辅酶A是TCA循环的输入物，循环过程中产生了柠檬酸和α-酮戊二酸等中间产物，这些产物可以影响表观遗传修饰。例如，柠檬酸可以转化为乙酰辅酶A，供给组蛋白乙酰转移酶（HATs）进行DNA上的组蛋白乙酰化。相应地，组蛋白去乙酰化酶（HDACs）可以去除这些乙酰基团。 右侧展示了一碳代谢途径，包括血清素和甲硫氨酸循环，它们合成了甲基供体S-腺苷甲硫氨酸（SAM）。SAM是组蛋白甲基转移酶（HMTs）的底物，这些酶将甲基团添加到DNA上，影响基因表达。另一方面，DNA甲基转移酶（DNMTs）和TET蛋白也参与DNA的甲基化和去甲基化过程。 α-酮戊二酸不仅是TCA循环的产物，也是组蛋白去甲基酶（HDMs）的共因子，参与去除DNA和组蛋白的甲基团。 整体而言，这张图说明了细胞代谢状态如何直接影响表观遗传修饰，进而调节基因表达和细胞命运。这种代谢与表观遗传之间的联系为理解细胞功能和疾病提供了新的视角。
这张图表展示了为维持年轻表观组的各种干预措施和它们对抗的衰老相关压力类型。在中心的“年轻的表观组”代表了维持生物体年轻状态的理想表观遗传状态。周围的扇形代表了各种干预措施及其目标的衰老压力。 - 氧化压力：如活性氧簇（ROS）的积累，可以通过小分子抗氧化剂等干预来对抗。 - 炎症：通过基因疗法和其他干预措施减轻炎症。 - 蛋白质稳态（Proteostasis）：通过小分子药物和其他方式保持。 - 其他压力：如电磁场、辐射等，通过多种干预手段来缓解。 - 代谢平衡：通过异种共生移植等手段来恢复。 - 基因组稳定性：通过细胞移植和其他干预措施来维持。 此外，还有其他干预方法，如免疫疗法和微生物群移植。整个图表的设计强调了维护年轻表观组态是一个多方面的挑战，需要多种策略的组合来对抗衰老的多种压力。
