背景：細胞衰老是包括心血管疾病(CVD)和慢性阻塞性肺疾病(COPD)在內的衰老相關疾病的基本病理生理機製。氧化應激激活的DNA損傷反應(DDR)導致細胞周期停滯、衰老或凋亡。衰老的內皮細胞功能紊亂，表現出促炎症的“衰老相關分泌表型”(SASP)，促進血管炎症、動脈粥樣硬化形成和血栓形成。使用循環內皮祖細胞，稱為內皮集落形成細胞(ECFC)或血液生長內皮細胞，我們證明吸煙者和COPD患者由於表觀遺傳功能障礙而加速內皮衰老，支持內皮加速老化是引起CVD的一個因素的概念。

        吸入性皮質類固醇(ICS)廣泛應用於病情嚴重、反複的慢性阻塞性肺疾病(COPD)患者。ICS可能對COPD患者的心血管並發症有保護作用，盡管這一點一直存在爭議，其機製尚不清楚。在這裏，我們證明ICS可以延緩COPD患者ECFC中的衰老和SASP，提示皮質類固醇對內皮的保護作用是一種新的機製。

        方法及結果：利用內皮細胞集落形成細胞(ECFC)，我們發現吸煙者和COPD患者與非吸煙者相比衰老加速.亞組分析表明，COPD患者吸入糖皮質激素治療的ECFC(n=14，8例)與非吸入糖皮質激素治療的COPD患者相比，衰老顯著降低(衰老相關β半乳糖苷酶活性，p21CIP1)、γ損傷反應標誌物和幹擾素誘導蛋白-10。如前所述，健康吸煙者和慢性阻塞性肺病患者的細胞外周血單個核細胞衰老程度和DDR標誌物均高於健康不吸煙者，通過衰老相關β-半乳糖苷酶(SA-β-GAL)活性、p21CIP1、p16INK4、53BP1和γ-H2AX((圖1A)和已發表的隊列)進行測量。亞組分析的一個意外發現是，與非慢性阻塞性肺病患者相比，慢性阻塞性肺病患者的細胞外周血單個核細胞衰老程度降低。其他衰老標記物如p21CIP1(mRNA(6例COPD-NO ICS與5例COPD-ICS)、免疫印跡(n=3例COPD-ICS與4例COPD-ICS)、免疫熒光(n=3例COPD-NO ICS與4例COPD-ICS)和p16INK4(n=2例)等衰老標誌物進一步證實了COPD組ICS衰老程度的降低(圖1B-D)。我們接下來研究DDR信令。γ-H2AX和53BP1是DNA修複的介質，它們調節下遊效應分子，促進衰老和凋亡。COPD組ICS(n=3)DDR標誌物減少(圖1E)，提示糖皮質激素對DDR和內皮衰老有保護作用。

        圖1減少了ICS上COPD患者的衰老和DNA損傷反應)。(A)衰老相關β半乳糖苷酶活性作為細胞衰老的標誌，分別來自健康非吸煙者(n=11)、健康吸煙者(n=6)和慢性阻塞性肺疾病患者(n=14，8)。吸煙者和COPD患者的ECFC與不吸煙者相比衰老程度增加;Kruskal-Wallis檢驗和Dunn‘s多重比較檢驗(圖A-左圖)。接受ICS治療的COPD患者的ECFC與未接受ICS治療的COPD患者的ECFC相比，衰老程度較低;Mann-Whitney U檢驗(A圖右麵板);(刻度條100µm)。(B)實時熒光定量PCR檢測11例ICS患者ECFC中p21mRNA水平。核糖體蛋白L13a用於正常化。(C)Western blotting檢測p21蛋白水平。測定微管蛋白(α-Tubulin)正常化(每組3例)。(D)COPD-ICS與COPD-非ICS患者ECFC免疫熒光染色的代表性圖像：p21(青色，左圖)和p16(青色，右圖)。DAPI(藍色)作為細胞核染色，VE-cadherin(洋紅)作為內皮標記物。(E)用免疫熒光染色法檢測53BP1(綠色)和γ-H2AX(紅色)的DNA損傷程度(每組3例)。DAPI(藍色)作為核標記，VE-cadherin(品紅)作為內皮標記。使用63倍物鏡(比例尺=20µm)，在至少5個z堆疊圖像和20個細胞中計數每個核的不同核免疫熒光病灶(見箭頭)的數量。Mann-Whitney U檢驗;*P<0.0001;慢性阻塞性肺疾病;內皮細胞集落形成細胞;ICS，吸入糖皮質激素。

        圖2糖皮質激素可能對吸入糖皮質激素的慢性阻塞性肺疾病患者因幹擾素-γ(IFN-γ)誘導蛋白-10(IP-10)相關的氧化應激減少衰老相關的分泌表型引起的內皮提前衰老起到保護作用。(A)人臍靜脈內皮細胞(HUVECs)在不同濃度的布地奈德(10−10−10−6mol/L)或對照溶劑(二甲基亞碸)存在或不存在的情況下培養。預處理1h後，將HUVECs暴露於50µM的H2O2中1.5h，誘導應激誘導的HUVECs提前衰老。H_2O_2處理72小時後測定SA-β-GAL活性;n=3(標尺100µm)。(B)通過測定過氧化氫處理24小時後的caspase-3/7-Glo活性來定量細胞凋亡，如(A)所述;n=3(樣本一式三份)。(C)如(A)所述，從H2O2處理24小時後的γ-H2AX蛋白;n=3。(A-C)弗裏德曼檢驗和鄧恩多重比較檢驗。(D)HUVECs在H2O2處理後60min、240min、24h或48h分別進行53BP1和DRAQ5(核標記)染色。計數53BP1陽性細胞數和每細胞病灶數(標尺20µm)。(E)用Luminex法檢測非吸煙者(n=5)和慢性阻塞性肺疾病(n=5)患者外周血單個核細胞培養上清液中IL-8和幹擾素-γ誘導蛋白10(IP-10或CXCL10)的含量。IL-8、IP-10與SA-b-GAL活性的Pearson相關係數。與未接受ICS的COPD患者相比，ICS的COPD患者的樣本中IP-10的表達降低;Kruskal-Wallis試驗和Dunn的多重比較試驗。(F)免疫熒光染色IP-10(綠色)和p21(青色)。DAPI(藍色)作為核標記，VE-cadherin(品紅)作為內皮標記。使用來自COPD-ICS(n=4)和COPD-no ICS(n=3)(標尺=20µm)的63倍物鏡，對至少5個z堆疊圖像和每個ECFC樣本20個細胞進行IP-10和p21的分析;Mann-Whitney U檢驗;*p<0.0001。二甲基亞碸;ECFC，內皮細胞集落形成細胞;ICS，吸入皮質類固醇;IL-8，白細胞介素-8。

        結果：體外人臍靜脈內皮細胞研究表明，ICS對氧化應激引起的DDR、衰老和凋亡具有保護作用，提示糖皮質激素對內皮細胞有保護作用的分子機製。

        原文出處：PaschalakiK,RossiosC,PericleousC,et al.Inhaled corticosteroids reduce senescence in endothelial progenitor cells from patients with COPD.Thorax2022 Jan 13