Elevated serum homocysteine (Hcy) level is a risk factor for Alzheimer's disease (AD) and accelerates cell aging. However, the mechanism by which Hcy induces neuronal senescence remains largely unknown. In this study, we observed that Hcy significantly promoted senescence in neuroblastoma 2a (N2a) cells with elevated β‐catenin and Kelch‐like ECH‐associated protein 1 (KEAP1) levels. Intriguingly, Hcy promoted the interaction between KEAP1 and the Wilms tumor gene on the X chromosome (WTX) while hampering the β‐catenin‐WTX interaction. Mechanistically, Hcy attenuated the methylation level of the KEAP1 promoter CpG island and activated KEAP1 transcription. However, a slow degradation rate rather than transcriptional activation contributed to the high level of β‐catenin. Hcy‐upregulated KEAP1 competed with β‐catenin to bind to WTX. Knockdown of both β‐catenin and KEAP1 attenuated Hcy‐induced senescence in N2a cells. Our data highlight a crucial role of the KEAP1‐β‐catenin pathway in Hcy‐induced neuronal‐like senescence and uncover a promising target for AD treatment.

中文翻译：

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同型半胱氨酸增强的 Kelch 样 ECH 相关蛋白 1 通过抑制 β-catenin 泛素化促进神经母细胞瘤 2a 细胞衰老

血清同型半胱氨酸（Hcy）水平升高是阿尔茨海默病（AD）的危险因素，并加速细胞衰老。然而，Hcy 诱导神经元衰老的机制仍然很大程度上未知。在这项研究中，我们观察到 Hcy 显着促进神经母细胞瘤 2a (N2a) 细胞的衰老，且 β-连环蛋白和 Kelch 样 ECH 相关蛋白 1 (KEAP1) 水平升高。有趣的是，Hcy 促进了 KEAP1 和 X 染色体（WTX）上的肾母细胞瘤基因之间的相互作用，同时阻碍了 β-catenin-WTX 相互作用。从机制上讲，Hcy 减弱了 KEAP1 启动子 CpG 岛的甲基化水平并激活了 KEAP1 转录。然而，缓慢的降解速度而不是转录激活导致了β-连环蛋白的高水平。 Hcy 上调的 KEAP1 与 β-catenin 竞争结合 WTX。 β-连环蛋白和 KEAP1 的敲低可减弱 Hcy 诱导的 N2a 细胞衰老。我们的数据强调了 KEAP1-β-catenin 通路在 Hcy 诱导的神经元样衰老中的关键作用，并揭示了 AD 治疗的一个有希望的靶点。