周圍神經損傷（PNI）嚴重影響患者生活質量，而老年個體因衰老導致的神經元損傷應答和修復能力下降，后果尤為嚴重。從損傷信號的產生與傳導、軸突崩解、再生的啟動、再生軸突的延伸，到隨后的軸突再支配，都顯著受到衰老的影響。這些改變與線粒體功能、神經元運輸系統、持續的炎癥微環境以及各種微環境非神經元細胞的變化密切相關。因此，理解衰老在多方面調控PNI后神經系統中的關鍵作用，并探索信號通路中有希望的分子調控機制，對于開發針對老年患者的治療策略至關重要。

衰老影響的PNI后變性反應

PNI后，神經元在近端經歷逆行性變性，遠端軸突則發生瓦勒變性，這也是神經修復的必要前提。早期鈣離子（Ca²⁺）應答失調和自噬清除功能受損在神經變性中扮演關鍵角色，并參與上游應答機制。研究發現，衰老顯著影響了這些關鍵的神經元損傷應答。

Ca²⁺損傷應答失調

軸突損傷后，軸膜破裂，迅速激活多種鈣通道，導致細胞內Ca²⁺濃度快速升高。即時的、調控良好的Ca²⁺內流是變性有序進展的關鍵觸發因素。然而，衰老的一個關鍵特征是破壞了鈣穩態和鈣水平的失調調節。這表現為靜息胞質Ca²⁺濃度升高、內質網（ER）Ca²⁺釋放增加以及從ER到線粒體的Ca²⁺轉運增強。重要的是，損傷加劇了這種年齡相關的鈣失調，破壞了介導損傷后應答的鈣信號蛋白和通道活性的調控機制，驅動了過度、持續的Ca²⁺升高。這使得鈣從有序變性（如瓦勒變性）的構建性觸發因子轉變為損害損傷修復的破壞性力量。

具體而言，電壓門控鈣通道（VGCCs），尤其是L型通道，在衰老過程中表達上調，導致軸膜破裂時Ca²⁺內流過度和失調。除了Ca²⁺內流增加外，衰老相關的胞質Ca²⁺清除失敗是另一個有害因素。質膜Ca²⁺-ATP酶（PMCA）泵的活性和數量隨年齡下降，其關鍵激活劑鈣調蛋白（CaM）在衰老生物體中發生廣泛的氧化修飾，間接導致PMCA的鈣調節功能下降。位于內質網膜上的肌漿網/內質網Ca²⁺ATP酶（SERCA）泵的活性在衰老模型中也大幅喪失，這破壞了ER Ca²⁺穩態，并消除了一個主要的細胞內隔離途徑。線粒體鈣通道和ER-線粒體的Ca²⁺轉移功能也被認為是受衰老影響的因素。在衰老過程中，由于調節受損導致的線粒體鈣超載直接促使線粒體通透性轉換孔（mPTP）開放和活性氧（ROS）過度產生，將線粒體從緩沖器轉變為損傷信號的放大器。此外，鈉鈣交換體（NCX）的功能障礙可能與PMCA和SERCA缺陷協同作用，嚴重損害細胞從大量Ca²⁺內流中恢復的能力。衰老不僅與鈣通道容量和活性的變化有關，還與鈣結合蛋白及其相關信號通路在神經元內表達的減少有關。因此，衰老并不只是調節鈣損傷信號，而是從根本上破壞了它。

神經元自噬失調

自噬作為一種細胞機制，在PNI后促進神經元中功能失調的細胞器和蛋白質聚集體的降解中起著至關重要的作用。它還參與調節軸突損傷應答的信號通路。PNI后自噬反應不足或失敗會阻礙再生。衰老對自噬施加了基礎性抑制，并且至關重要的是，削弱了其在損傷時的誘導性。研究表明，衰老神經元中的軸突損傷不會觸發自噬小體的形成，這表明處于衰老狀態的神經元失去了響應損傷而激活自噬的能力。

磷脂酰肌醇3-激酶（PI3K）/絲裂原活化蛋白激酶（MAPK）/AMP活化蛋白激酶（AMPK）-哺乳動物雷帕霉素靶蛋白（mTOR）- UNC-51樣激酶1（ULK1）信號軸在自噬調控中起著關鍵作用。PI3K、MAPK、AMPK和mTOR都與神經衰老的雙向調節密切相關，且它們的活性都隨年齡增長而下降。在PNI模型中，衰老對神經元自噬的影響受多種調控機制調節。雙亮氨酸拉鏈激酶（DLK）被證明是損傷后自噬激活啟動所必需且充分的。在衰老生物體中，DLK的過表達可以抵消年齡相關的自噬激活減少，并促進軸突再生。DLK的下游蛋白，包括c-Jun N-末端激酶（JNK）和JNK相互作用蛋白3（JIP3），同樣對促進自噬至關重要，它們的表達在衰老神經中也減少。此外，參與自噬過程的JNK及其下游信號，如 sterile alpha and toll-interleukin receptor motif-containing 1（SARM1）、信號轉導和轉錄激活因子3（STAT3）和c-Jun的表達也受衰老影響，從而通過各種機制抑制對PNI的自噬反應。其他自噬相關蛋白，如Beclin-1、p62、微管相關蛋白1輕鏈3（LC3）-II/LC3-I比值以及自噬相關基因（ATG）5和ATG12，在衰老神經元中也顯示下調。

特別值得一提的是SARM1，以其促變性特性而聞名，在損傷后的神經元應答中起著關鍵作用。ULK1和SARM之間的相互作用尤為重要，因為它形成了自噬參與介導軸突變性的關鍵環節。研究表明，抑制自噬可減弱受損神經中SARM1的積累，這意味著衰老因子可能通過PI3K/MAPK/AMPK-mTOR-ULK1信號調節自噬，從而通過SARM1通路和其他相互關聯的過程影響神經元對PNI的應答。考慮到SARM1的綜合作用，它可能作為改善PNI衰老相關變化的可行治療靶點。這種年齡依賴性自噬激活失敗有兩大后果：受損成分清除效率低下和資源供應受損。自噬可能是老年PNI患者康復的重要治療靶點。

瓦勒變性失調

瓦勒變性是周圍神經系統軸突損傷后的一個關鍵過程。其特征是離斷軸突崩解、髓鞘降解，以及隨后由施萬細胞（SCs）和巨噬細胞促進的髓鞘碎屑清除，最終促進軸突再生。瓦勒變性作為一種程序性軸突變性的保護機制，其復雜的分子機制仍在研究中。這種對PNI的重要反應也受到衰老的嚴重影響。在衰老神經的損傷模型中，細胞因子、趨化因子水平以及非髓鞘形成施萬細胞和巨噬細胞數量顯著減少，這些變化導致瓦勒變性受到抑制。

在瓦勒變性過程中，遠端神經段的施萬細胞分裂和增殖，重編程以恢復為非髓鞘形成表型，從而促進修復過程。非髓鞘施萬細胞分泌大量生長相關因子，募集巨噬細胞，并清除髓鞘碎屑，為軸突生長和延伸確保通暢的空間。此外，它們在軸突不連續部位形成細胞橋，即 Büngner 帶，促進后續軸突再生的引導。這些發現突出了施萬細胞在PNI瓦勒變性相關反應中的關鍵作用。

總之，瓦勒變性不僅僅是被動的崩解，而是由施萬細胞和巨噬細胞協調的主動過程。衰老嚴重破壞了這種協調，主要是在敵對微環境的背景下，損害了施萬細胞的表型可塑性及其與免疫細胞的相互作用。體外實驗表明，衰老的施萬細胞對軸突再生有明顯的抑制作用。髓鞘形成施萬細胞無法有效重編程是衰老神經的關鍵早期缺陷。坐骨神經的分子分析顯示，衰老的施萬細胞在去分化、髓鞘清除和巨噬細胞募集方面表現出廣泛的損傷，以及與神經再生相關的關鍵基因的轉錄失調。最近研究指出，衰老的髓鞘形成施萬細胞在損傷后c-Jun表達減少，導致其去分化能力減弱。此外，髓鞘形成施萬細胞向衰老表型的進展可能與抑制c-Jun功能的p16上調有關。這一過程可以通過藥物或基因手段逆轉，例如通過增加c-Jun水平來改善衰老髓鞘形成施萬細胞的功能缺陷。

除了上述特征性的信號失調，衰老的施萬細胞還表現出顯著的代謝適應性喪失，這進一步損害了其修復支持功能。例如，N-甲基-D-天冬氨酸（NMDA）受體介導的代謝通路失調削弱了其代謝可塑性。此外，葡萄糖轉運蛋白表達的改變和線粒體丙酮酸代謝的破壞擾亂了支持軸突再生所必需的能量穩態。這些代謝紊亂與炎癥和細胞衰老形成了惡性循環。

此外，免疫反應會干擾施萬細胞在損傷后去分化和重編程為修復狀態的能力。巨噬細胞是PNI及其后續修復過程中的關鍵免疫細胞。不同的細胞表型可表現出兩種完全不同的功效：促炎（M1表型）和抗炎（M2表型）。響應PNI，巨噬細胞不僅清除髓鞘碎屑并調節瓦勒變性中施萬細胞的活性，還能極化為M2表型，通過釋放大量軸突再生相關因子促進軸突生長。

之前的實驗表明，衰老顯著影響巨噬細胞的募集和表型分化，在衰老背景下M2表型細胞比例顯著下降，同時M1表型增加，這與衰老神經元中過度的炎癥有關。這不僅是由于內在缺陷，也受到衰老的細胞外基質（ECM）的影響。年齡相關的ECM僵硬度和交聯增加會物理性地阻礙施萬細胞和巨噬細胞向損傷部位的遷移，進一步延遲碎屑清除。此外，微環境中衰老細胞（施萬細胞、成纖維細胞）的積累通過分泌衰老相關分泌表型（SASP）創造了持續的炎癥狀態。這種改變的微環境深刻影響巨噬細胞功能。衰老施萬細胞關鍵募集信號分泌減少，如單核細胞趨化蛋白-1（MCP-1）和白細胞介素（IL）-17B/IL-17RB信號通路，導致巨噬細胞浸潤延遲和不足。此外，富含SASP的促炎微環境使募集的巨噬細胞偏向促炎（M1）表型，而非抗炎、促再生（M2）表型。實驗證據表明，衰老巨噬細胞的功能缺陷可以通過移植到年輕微環境中完全得到挽救，這表明這些巨噬細胞響應損傷的內在能力并未受到顯著損害。此外，對中樞神經系統中衰老相關的髓鞘碎屑吞噬作用下降的研究發現，衰老可破壞視黃醇X受體通路，導致吞噬細胞對髓鞘碎屑的吞噬活性受損。這種效應可以通過藥物逆轉，表明該通路作為治療干預靶點的潛力。然而，視黃醇X受體通路在周圍神經系統中的具體作用仍需進一步探索。

衰老環境確實會對PNI后的愈合過程產生多方面的負面影響。除了上述因素，血管功能受損（包括內皮細胞、平滑肌細胞等功能障礙）的衰老環境、神經內皮管的狀態以及其他巨噬細胞募集信號也可能影響巨噬細胞在瓦勒變性和軸突再生中的作用。

衰老影響的神經元再生過程

PNI后的軸突再生是損傷應答的關鍵方面之一。眾所周知，軸突再生的能力隨著細胞或生物年齡的增長而顯著下降。