細(xì)胞衰老是機(jī)體衰老的重要機(jī)制之一，其對(duì)組織微環(huán)境包括腫瘤微環(huán)境的影響主要通過衰老相關(guān)分泌表型（SASP）來實(shí)現(xiàn)【1-3】。R-loop是一種瞬時(shí)的三鏈核酸結(jié)構(gòu)，多形成于轉(zhuǎn)錄過程。當(dāng)細(xì)胞受到外部壓力如藥物或癌基因?qū)е碌腄NA損傷時(shí)，R-loop會(huì)在基因組上非正常累積，破壞基因組穩(wěn)定性【4,5】。以往對(duì)R-loop的研究多集中在腫瘤領(lǐng)域，關(guān)于 R-loop在細(xì)胞衰老過程中的變化及對(duì)其功能的影響所知甚少。

2026年6月16日，美國MD Anderson癌癥研究中心張如剛團(tuán)隊(duì)在Nature Aging上發(fā)表了Nuclear exportof R-loop by the DDX1and XPO1 complex promotes senescence-associated secretory phenotype and inflammaging的研究工作。文章揭示了R-loop在細(xì)胞衰老過程中發(fā)生了活躍的核-質(zhì)運(yùn)輸，部分核來源的R-loop累積在衰老細(xì)胞的胞質(zhì)中并被胞質(zhì)染色質(zhì)片段（cytoplasmic chromatin fragments，簡(jiǎn)稱CCF）富集，通過激活cGAS-STING天然免疫通路來驅(qū)動(dòng)SASP。阻斷R-loop的核輸出可顯著降低老年小鼠整體的炎癥水平并延長(zhǎng)其健康壽命。

作者首先在衰老細(xì)胞中檢測(cè)到R-loop在細(xì)胞水平上顯著下調(diào)，并伴隨核內(nèi)水平的減少及胞質(zhì)水平的累積。通過對(duì)富集到的胞質(zhì)R-loop進(jìn)行測(cè)序，發(fā)現(xiàn)它們主要來源于核內(nèi)alpha-satellite 區(qū)域形成的R-loop位點(diǎn)。在衰老細(xì)胞中敲降核酸內(nèi)切酶XPF或XPG（將R-loop從基因組上切除下來）或利用小分子抑制劑KPT-330阻斷核輸出蛋白XPO1功能，均減少了R-loop在胞質(zhì)的累積，進(jìn)一步證實(shí)了其主要來源于細(xì)胞核。此外，在胞質(zhì)表達(dá)RNase H1特異性降解R-loop結(jié)構(gòu)降低了SASP水平，提示R-loop在細(xì)胞衰老中具有促炎功能。

由于衰老細(xì)胞特有的CCF也源自核內(nèi)且驅(qū)動(dòng)SASP，作者接下來研究了R-loop與CCF的關(guān)系。免疫熒光染色結(jié)果顯示二者具有空間共定位，利用trichostatin A （HDAC抑制劑）抑制CCF形成后，發(fā)現(xiàn)胞質(zhì)R-loop無法再有效影響SASP，表明CCF對(duì)于后者的促炎功能是不可或缺的。為探索R-loop究竟是在核內(nèi)還是在胞質(zhì)中結(jié)合到染色質(zhì)片段上的，作者首先通過敲低核纖層蛋白Lamin B1來增加CCF的形成，發(fā)現(xiàn)雖然含有R-loop陽性染色的CCF數(shù)量也有增加，但R-loop在胞質(zhì)的總體水平并無變化；同時(shí)，降低XPF/XPG或阻斷R-loop的核輸出也并不影響CCF的形成。這些結(jié)果提示R-loop的出核與CCF的形成是兩個(gè)獨(dú)立的細(xì)胞生物學(xué)過程。此外，在衰老細(xì)胞中轉(zhuǎn)染熒光標(biāo)記的RNA-DNA雜合鏈也證實(shí)了R-loop在胞質(zhì)中轉(zhuǎn)運(yùn)到CCF上的可能性。

既然R-loop的出核并不依賴于CCF，且R-loop本身并不結(jié)合核輸出蛋白XPO1，那么它們是如何從核內(nèi)運(yùn)出并最終定位到CCF上的呢？作者通過對(duì)比胞質(zhì)R-loop結(jié)合蛋白組與CCF蛋白組，發(fā)現(xiàn)一種RNA解旋酶DDX1可能在此過程中發(fā)揮了重要作用。結(jié)合了R-loop的DDX1通過其C端核輸出序列（nuclear export sequence, 簡(jiǎn)稱NES）與XPO1相互作用，在衰老細(xì)胞中發(fā)生顯著的核-質(zhì)運(yùn)輸并在胞質(zhì)中積累。敲降DDX1或突變其NES序列均可抑制R-loop的核輸出，減少其在CCF上的富集，從而抑制SASP。有趣的是，DDX1對(duì)此過程的調(diào)控并不依賴于其解旋酶功能。作者進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)由DDX1運(yùn)輸?shù)桨|(zhì)的R-loop可被DNA感受器cGAS識(shí)別并驅(qū)動(dòng)SASP。體外實(shí)驗(yàn)也證實(shí)了R-loop結(jié)構(gòu)可以直接與cGAS結(jié)合并激活后者。

最后，作者采用體內(nèi)高壓尾靜脈注射模型和成纖維細(xì)胞/腫瘤細(xì)胞共注射模型，證實(shí)了DDX1-XPO1介導(dǎo)的R-loop核輸出對(duì)于SASP發(fā)揮體內(nèi)免疫監(jiān)視和促腫瘤生長(zhǎng)的功能是必須的。同時(shí)，在老年小鼠中給予KPT-330以抑制R-loop的核輸出可以顯著降低整體炎癥水平，改善肝臟功能，延長(zhǎng)健康壽命。值得一提的是，KPT-330已被FDA批準(zhǔn)用于治療復(fù)發(fā)或難治性多發(fā)骨髓瘤和彌漫大B細(xì)胞淋巴瘤，這也為其將來對(duì)抗衰老相關(guān)炎癥疾病的臨床治療提供了安全性保證。

綜上，文章揭示了DDX1-XPO1介導(dǎo)的R-loop核輸出對(duì)衰老相關(guān)炎癥的驅(qū)動(dòng)作用，未來工作將聚焦在開發(fā)特異性小分子抑制劑阻斷DDX1-XPO1的互作，或者靶向DDX1的分子膠（molecular glues）以及蛋白水解靶向嵌合體（PROTACs），已期達(dá)到比完全封鎖核輸出帶來更小的毒副作用和更特異的老年疾病治療效果。

該研究是團(tuán)隊(duì)繼2024年首次發(fā)表CCF蛋白組學(xué)（詳見BioArt報(bào)道： ）后又一篇系統(tǒng)解析CCF蛋白對(duì)于衰老相關(guān)炎癥的重要貢獻(xiàn)的工作。團(tuán)隊(duì)長(zhǎng)期致力于細(xì)胞衰老機(jī)制和卵巢癌聯(lián)合治療的前瞻性研究，注重轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)，深入機(jī)制探索，研究資源豐富，資金充足。誠招有志于在衰老和卵巢癌方向深入研究的博士后（請(qǐng)將個(gè)人簡(jiǎn)歷發(fā)至：[email protected]）。

https://www.nature.com/articles/s43587-026-01147-6

參考文獻(xiàn)：

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2. Lopez-Otin, C., Blasco, M. A., Partridge, L., Serrano, M. & Kroemer, G. Hallmarks of aging: An expanding universe. Cell 186, 243-278 (2023). https://doi.org:10.1016/j.cell.2022.11.001

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5. Petermann, E., Lan, L. & Zou, L. Sources, resolution and physiological relevance of R-loops and RNA-DNA hybrids. Nat Rev Mol Cell Biol 23, 521-540 (2022). https://doi.org:10.1038/s41580-022-00474-x

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