尽管细胞不断整合各种环境信号,但衰老如何重编程机械和生化信号的机制仍知之甚少。我们发现,衰老的成纤维细胞由于染色质可及性的年龄依赖性改变,丧失了对机械刺激和TGF-β同时刺激产生协同反应的能力。这些发现建立了一种新范式,即三维基因组结构作为机械化学信息的关键调控因子,其与年龄相关的失调会重编程细胞的反应性。我们进一步确定AP-1网络是这一过程的主要调控因子。
将环境信号整合到细胞程序中对细胞功能至关重要。然而,细胞衰老如何调节这种整合仍不清楚。我们提出三维染色质结构过滤这些信号,并研究了人真皮成纤维细胞中与年龄相关的染色质变化如何影响其对机械张力和TGF-β的反应。年轻的成纤维细胞在联合刺激下表现出协同基因表达增强,而衰老细胞的这种反应则显著减弱或出现异常。这些不同的结果与染色质可及性的显著年龄相关性差异相关。我们发现AP-1复合物和其他具有年龄特异性活性的转录因子在重塑染色质和协调细胞衰老过程中这些不同的机械化学反应中起着关键作用。我们证实,破坏AP-1活性会通过阻止JUNB募集到转录机制来抑制成纤维细胞活化。我们的研究结果表明染色质是机械化学信号的关键整合者,并描述了与年龄相关的这种整合的改变,这些改变会改变衰老细胞的细胞反应性,突出了 AP-1 及其网络作为对抗与年龄相关的衰退的潜在治疗靶点。