Advanced Science新发现！芹菜素靶向PRDX6抑制SASP，为抗衰与癌症治疗提供新方向

在生命科学研究的漫漫征途中，细胞衰老一直是备受瞩目的关键领域，随着时间推移，衰老细胞如同在体内不断堆积的“垃圾”，其释放的衰老相关分泌表型（SASP）持续向周围组织“倾泻”大量炎症因子，成为癌症、心血管疾病、神经退行性疾病等年龄相关性疾病的“罪魁祸首”，据统计，65岁以上人群中约30%的慢性疾病与衰老细胞累积密切相关，因此，如何精准调控细胞衰老进程、有效对抗这些因衰老引发的疾病，已成为全球生命科学研究者亟待攻克的难题与不懈追求的目标。

今天和大家分享一篇关于聚焦天然化合物芹菜素（Apigenin）在细胞衰老调控及疾病治疗领域中重要作用的文章，该文章于2025年4月发表在Advanced Science 杂志上，标题为“Targeting Senescence with Apigenin Improves Chemotherapeutic Efficacy and Ameliorates Age‐Related Conditions in Mice”。

01研究思路

该研究围绕天然黄酮类化合物芹菜素（apigenin）展开，以细胞衰老及衰老相关分泌表型（SASP）的病理危害为背景，针对现有药物开发效率低的问题，先从66种天然产物中筛选出具senomorphic活性的芹菜素，结合SA-β-Gal染色、BrdU掺入实验，在多器官来源细胞模型中初步证实其可抑制SASP；再借RNA-seq、WB、MS等明确其对SASP的广谱抑制作用；随后用Bio-APIG、DARTS、SPR、CETSA等技术，鉴定芹菜素直接靶点为PRDX6，通过分子对接确定结合位点，以Co-IP证实其阻断HSPA8与ATM/p38MAPK互作、抑制NF-κB 核转位的机制；在功能验证阶段，体外通过Transwell迁移、侵袭实验及化疗药物剂量 - 效应曲线，证实其可逆转癌细胞耐药，体内用LCM、IF、IHC等证实其与化疗联用的抑瘤增效作用；对早衰小鼠，通过行为学测试及HE染色、ELISA等，证实其可改善器官衰老的表型。该研究首次揭示芹菜素靶向PRDX6调控SASP的机制，兼具双重功效且低毒易获取，为临床转化提供候选，未来需进一步研究相关问题。

02主要研究内容

（1）芹菜素显著抑制SASP，但不影响细胞衰老

鉴于芹菜素可抑制SASP标志因子CXCL8的表达，研究通过体外SA-β-Gal染色、BrdU掺入实验发现，其对增殖期细胞与衰老细胞的SA-β-Gal染色结果及有丝分裂活性均无明显影响，表明不作用于细胞衰老本身；但衰老细胞经芹菜素处理后，IL6、CXCL8、IL1α/1β等多种SASP标志因子表达呈剂量依赖性下降（10 µM效果最佳），RNA-seq、免疫印迹实验进一步证实经典SASP因子在转录组和蛋白水平均显著下调，GSEA分析显示SASP及调控其的NF-κB分子特征也被抑制。对芹菜素下调基因的 GO富集分析表明，趋化因子活性等分子功能、I型干扰素信号通路等生物学过程及细胞外区域相关细胞组分受显著影响，KEGG通路分析则显示细胞因子 - 细胞因子受体相互作用、NF-κB等通路被抑制；质谱分析人基质细胞条件培养基发现，衰老细胞中上调的SASP因子（如IL6、CXCL1/3/8等典型组分）在芹菜素处理后多呈逆转性下调，证明其作为衰老形态调节剂可抑制大部分SASP因子。此外，无论衰老诱导方式为复制性衰老（内在应激）还是电离辐射诱导衰老（环境刺激），也无论细胞为人心肌基质细胞系（PSC27）还是人胚肺成纤维细胞系（WI38、IMR90），芹菜素均能降低经典SASP因子表达，证实其SASP抑制能力不依赖于衰老类型与器官来源。

（2）芹菜素通过干扰ATM、p38MAPK与HSPA8的相互作用抑制SASP

为探究芹菜素抑制SASP的机制，研究发现其虽不影响DNA损伤应答（DDR）通路中ATM、TAK1的磷酸化，但可阻断后续TAK1介导的ASAP向SASP转化过程，包括p38MAPK激活及PI3K/Akt/mTOR 通路启动，提示作用靶点位于ATM/TAK1下游、p38MAPK等上游。通过筛选ATM与p38MAPK的共结合蛋白，确定热休克蛋白HSPA8为关键作用分子：免疫共沉淀实验证实HSPA8可直接结合p-ATM 与p38MAPK，而芹菜素能特异性削弱这一相互作用（对另一候选蛋白NPM1无影响）。进一步研究显示，HSPA8选择性抑制剂VER155008（VER）可模拟芹菜素的作用，呈浓度依赖性下调SASP因子表达，逆转衰老细胞中IκBα降解及NF-κB亚基核转位，并抑制p38MAPK和PI3K/Akt/mTOR通路激活，同时削弱ATM/p38MAPK与HSPA8的结合。综上，芹菜素通过干扰ATM、p38MAPK与HSPA8的信号交联抑制SASP，且不影响细胞衰老或生长停滞，符合衰老形态调节剂特征；此外，其还能显著降低遗传毒性应激诱导的衰老细胞ROS水平（对正常细胞无影响），与天然黄酮多酚的抗氧化活性一致。

（3）芹菜素通过直接靶向PRDX6，抑制其PLA2活性及衰老细胞中SASP的表达

为明确芹菜素发挥衰老形态调节作用的直接靶点，研究通过生物素标记芹菜素（Bio-APIG）和药物亲和反应靶点稳定性（DARTS）两种亲和筛选方法，从衰老细胞裂解物中鉴定出共有的候选靶点过氧化物酶6（PRDX6）；细胞热位移实验（CETSA）显示芹菜素可浓度依赖性提高PRDX6热稳定性，表面等离子体共振（SPR）测得二者解离常数（KD）为0.237 µM，微量热泳动（MST）显示KD为916 nM，分子模拟及突变实验进一步证实PRDX6的Cys91和Glu210位点是结合关键位点。PRDX6具有过氧化物酶（清除 H2O2）和磷脂酶A2（iPLA2，促进炎症相关花生四烯酸生成）双活性，实验表明芹菜素对其过氧化物酶活性影响较小（IC50=49.5 µM，对比过氧化物酶抑制剂 NAC 的 IC50=15.5 µM），但能显著抑制iPLA2活性；使用PRDX6的iPLA2选择性抑制剂MJ33可浓度依赖性下调SASP因子、抑制PI3K/Akt通路，且芹菜素不影响其他PRDX家族成员（PRDX1-5）表达，免疫共沉淀实验还发现 PRDX6与HSPA8存在相互作用。为验证PRDX6的必要性，研究用shRNA敲低人基质细胞中PRDX6 后，BLEO诱导的SASP因子上调显著减弱，且此时加入芹菜素无法进一步降低SASP表达，最终证实芹菜素主要通过直接结合PRDX6的Cys91和Glu210位点、抑制其iPLA2活性来减弱SASP表达。

03参考文献

Zhong H, Xu Q, Jiang Z, et al. Targeting Senescence with Apigenin Improves Chemotherapeutic Efficacy and Ameliorates Age‐Related Conditions in Mice. Advanced Science. 2025, 12(20):2412950. doi: 10.1002/advs.202412950