检测和消除衰老细胞的化学策略

细胞衰老可以定义为响应各种应激信号而发生的细胞增殖的不可逆转的停止。细胞衰老参与不同组织的多种生理和病理过程，对胚胎发生、组织修复和重塑、癌症、衰老和组织纤维化等分化过程产生影响。此外，一些病理、衰老、癌症和其他与年龄相关的疾病的发展与衰老细胞的积累有关。由于衰老表型的复杂性，靶向衰老细胞具有挑战性，对于年龄相关疾病和组织样本的体内检测尤其重要。尽管使用特定药物消除衰老细胞已被证明在许多临床前疾病模型中有效，但由于当前特定药物的脱靶效应和相关毒性，临床转化仍然受到限制。因此，开发旨在检测和消除衰老细胞以预防和选择性治疗衰老相关疾病的新化学策略引起了人们的极大兴趣。这些策略不仅有助于更深入地了解这个快速发展的领域，而且还将描绘和激发未来研究的新可能性。

本文中，作者报告了最近在开发基于新探针、纳米颗粒和前药的新化学方法来检测和消除衰老细胞方面的研究。设计的系统利用了某些生物标志物（例如β-半乳糖苷酶和脂褐素）在衰老细胞中的过度表达。已经开发出用于更高组织穿透性的单光子和双光子探针。还提出了一种肾脏可清除的荧光探针，用于体内检测β-半乳糖苷酶活性，从而与活体动物的衰老负担相关。作为分子探针的替代品，开发了用于衰老检测的纳米颗粒。介绍了新治疗剂的研究进展，这些新治疗剂利用对β-半乳糖苷酶活性敏感的门控纳米粒子，装载细胞毒性或衰老溶解剂或新原药，选择性地消除衰老细胞，从而提高选择性并减少现有药物的脱靶毒性，旨在提高现有药物的选择性并减少脱靶毒性。此外，新的先进疗法已在体外和体内得到应用，对探针、纳米颗粒和原药的研究已应用于癌症、纤维化、衰老和药物诱导的心脏毒性等多个体外和体内模型，其中衰老在这些模型中发挥了重要作用。讨论了这些化学策略对开发更特异、更复杂的针对衰老细胞的探针、纳米颗粒和原药的益处。

图1 图形摘要