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随着人口老龄化加剧,衰老相关疾病的预防与治疗已成为一个重要的研究方向。细胞衰老被认为是个体衰老的基础,细胞的普遍衰老会导致个体衰老,也是造成多种衰老相关疾病的罪魁祸首。因此,了解细胞衰老过程的生物学基础及其相关的分子机制对于衰老相关疾病的诊疗十分重要。神经酰胺(ceramide,Cer)是一种具有独特结构的生物活性鞘脂,也是鞘脂代谢的中心分子之一,在调节细胞增殖,死亡,迁移和衰老等多种细胞功能中起着关键作用。Cer可以通过多种途径影响细胞衰老的进程。研究发现,衰老细胞中内源性Cer的水平升高,并且加入外源性Cer会诱导细胞衰老。然而,我们的质谱(Mass Spectrometry,MS)结果显示在亚致死量H2O2刺激诱导的人胚肺成纤维细胞(human fetal lung fibroblast-1,HFL-1)早衰模型中,细胞衰老过程中的Cer水平是降低的。另外,调节细胞内Cer的水平能够影响细胞的衰老。因此,我们试图探究Cer与H2O2诱导的细胞衰老的关系。本研究的主要结果:(1)H202诱导的细胞衰老过程中Cer水平降低。质谱结果显示,在H202诱导的HFL-1细胞衰老过程中,细胞内的Cer水平持续降低。进一步的质谱与反转录聚合酶链反应(reverse transcription-polymerase chain reaction,RT-PCR)的结果显示,在H202诱导的细胞衰老早期,Cer的合成是不断增加的,包括从头合成途径,鞘磷脂(sphingomyelin,SM)途径与己糖神经酰胺(hexosylceramide,HexCer)途径。然而由于Cer下游衍生物如鞘磷脂的不断合成,Cer的消耗不断增加,导致了细胞衰老过程中细胞内Cer水平的降低。(2)Cer可以与H2O2协同作用来调节衰老,但H202并不通过Cer代谢调节衰老,H202降低Cer水平可能是其对衰老作用的一个负调节机制。多球壳菌素(Myriocin,MYR)可以通过抑制Cer从头合成途径中的丝氨酸棕榈酰辅酶A转移酶(Serine palmitoyl-CoA transferase,SPT)的活性阻断细胞内的Cer合成。软脂酸(Palmitic acid,PA)作为Cer合成的底物,可以极大的促进细胞内Cer的合成。我们分别使用MYR和PA来降低和提高细胞内的Cer水平后再用H202诱导HFL-1细胞衰老。MTT法检测发现降低细胞内的Cer水平可以减少H2O2诱导的氧化损伤,而提高细胞内的Cer水平则会增加H202诱导的氧化损伤。衰老相关的β-半乳糖苷酶(senescence-associated β-galactosidase,SA-β-gal)染色与流式细胞仪检测与免疫印迹(Western blot,WB)检测发现低Cer水平细胞内的SA-β-gal阳性细胞数量,G2期细胞数量,p21和Cyclin-D]的蛋白水平均低于对照细胞,而高Cer水平的细胞则完全相反。这说明降低细胞中的Cer水平可以延缓细胞衰老进程,而提高细胞中的Cer水平将会促进细胞衰老进程。并且H202不是通过Cer来调节细胞衰老的,H202降低Cer水平可能是其对衰老作用的一个负调节机制。(3)Cer诱导的细胞衰老与蛋白磷酸酶2A(protein phosphatase 2A,PP2A)无关。在发现了 Cer在细胞衰老中的作用后,我们试图寻找Cer调节细胞衰老进程的机制。WB检测发现在激活或抑制PP2A后,细胞内p21和Cyclin-D1蛋白水平的变化不显著。这说明PP2A并不是Cer调节细胞衰老的关键因子,Cer可能通过PKC、PP1等其它靶点发挥作用,还需要进一步的研究才能确定Cer调节细胞衰老的分子机制。结论:在亚致死量H202诱导的细胞衰老中,细胞通过多种鞘脂代谢途径降低细胞中的Cer水平。Cer与H202协同作用调节衰老,但H2O2并不通过Cer代谢调节衰老,H202降低Cer水平可能是其对衰老作用的一个负调节机制。另外,Cer诱导的细胞衰老与PP2A无关。本研究说明降低细胞中的Cer水平可能是延缓细胞衰老进程新的靶点。