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NF-κB是基因表达和组织稳态的适应性变化所必需的转录因子,对氧化应激、DNA损伤、免疫激活和生长调节信号敏感,控制细胞增殖、先天免疫和适应性免疫、炎症和细胞凋亡。有趣的是,
人类中的NFKB1基因位于第4号染色体上与人类长寿相关的一个基因位点内。
NFκB在衰老过程中起着关键作用,与衰老炎症密切相关。在慢性炎症中,NF-κB的持续激活通过缩短端粒和增加γ-H2AX蛋白的表达来促进衰老,而这两者都是众所周知的衰老标志物。
炎症反应是由巨噬细胞中NF-κB的激活启动的,加重了许多与衰老相关的代谢紊乱。
一些与年龄相关的代谢紊乱,如肥胖、2型糖尿病和动脉粥样硬化,增加NF-κB信号,会导致慢性炎症。随着年龄的增长,NFκB复合物的DNA结合活性显著增加,p52和p65水平增加。
细胞衰老导致活性氧(ROS)的积累,从而诱导衰老。
ROS在信号转导过程中与NF-κB在不同的位置相互作用,并诱导DNA损伤。
DNA损伤通过ATM激酶激活IκB激酶(IKK)复合物,诱导NF-κB的激活。
ROS被认为通过激活和失活IKK复合物直接影响下游靶点,这以细胞类型特异性的方式发生。与典型的IKK激活相比,ROS可以通过Syk-酪蛋白激酶II(CKII)途径通过磷酸化IκBα来交替激活NF-κB复合物。ROS在S276位点磷酸化激活p65的DNA结合,导致更大程度的NF-κB激活。
NFκB与几种衰老调节因子相互作用。例如,FoxO因子。
FoxO3a和FoxO4是NFκB信号传导的有效抑制剂,可以阻止免疫应答。
FOXO3a是线虫长寿基因DAF-16的同源物,也与人类长寿密切相关,它抑制NFκB核易位和转录活性。
SIRT1通过结合和去乙酰化p65 RELA而使NFκB失活,已知它是通过限制热量来延长寿命的分子基础。
NFκB信号通路也受到Nrf2的调控,Nrf2可减少炎症反应,相反,NFκB复合物的p65与Keap1蛋白结合,并抑制Nrf2信号通路。这反过来又导致了Keap1在细胞核中的定位增加,从而减少了Nrf2与其目标位点的结合。在衰老过程中,Nrf2信号通路的减少或缺失会增加炎症表型。
表观遗传变化已被证明是衰老的一个特征。例如,组蛋白H3K4me3或H3K27me3的三甲基化紊乱会影响寿命。在老年人和小鼠的大脑中,已经观察到中H3K27ac的普遍丢失。此外,H3K9ac的去乙酰化酶SIRT6的缺失会导致NF-κB信号通路的过度激活,并加速的衰老。
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