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    為何細胞總是老化？

    發(fā)布時間： 2021-10-19　　點擊次數(shù)： 1110次

    常有用戶提到細胞狀態(tài)不好，

    比如：細胞不再透亮，內(nèi)部有很多細碎的小黑點，細胞形態(tài)異常，培養(yǎng)液變黃……

    這時，除了考慮細菌污染的問題，細胞老化也不容忽視~


    何為細胞老化？

    1882年，德國生物學家Weismann曾大膽預測“在細胞水平存在老化現(xiàn)象"。他推測：機體的壽命限制受控于體細胞的分裂能力；在遺傳進化中，不同物種的體細胞獲得了不同分裂的潛能，從而決定了不同物種的壽命長短。

    20世紀50年代，Swin和他的同事利用原代細胞體外培養(yǎng)試驗證明了來源于不同物種的纖維細胞均不具備無限分裂的潛能。取得突破性進展的還是Hayflick和Moorhead，他們做了更系統(tǒng)更細致的觀察和描述，他們對25株人成纖維細胞進行原代培養(yǎng)，在這個過程中發(fā)現(xiàn)，經(jīng)過約50次傳代之后，所有細胞出現(xiàn)功能退化，并且喪失分裂能力的現(xiàn)象。此后人們將這一現(xiàn)象稱之為“Hayflick極限"或者自發(fā)性老化。之后也有事實證明，細胞老化并不是體外培養(yǎng)所導致，細胞在體內(nèi)也會隨著年齡的增長，逐步走向老化。


    細胞老化的基本特征？
    細胞周期阻滯

    長期的細胞周期阻滯是老化細胞的基本特征，也是體外鑒定細胞老化*的指標。為了檢查細胞是否躍出了細胞周期，人們通常檢測增殖指示分子Ki-67的表達豐度；或者通過將與胸腺嘧啶相似的溴脫氧尿嘧啶（Bromodeoxyuridine，BrdU）摻入到細胞培養(yǎng)基中，觀察是否有新的DNA合成。細胞老化主要表現(xiàn)為G1期阻滯，個別情況下也可伴隨G2/M期周期阻滯，或直接由G2/M期阻滯誘發(fā)形成。

    細胞形態(tài)改變

    雖然由于細胞周期的中斷和DNA復制的停止，老化細胞內(nèi)的DNA含量與正常細胞類似，但 RNA與蛋白質(zhì)豐度均比正常細胞要明顯升高。這是因為，盡管細胞進入老化階段后蛋白質(zhì)的整體合成速率降低，但是蛋白質(zhì)的降解體系受到更加明顯的抑制，導致蛋白質(zhì)在細胞內(nèi)持續(xù)堆積。

    無論是原代細胞或是細胞株，在細胞培養(yǎng)過程中細胞老化現(xiàn)象是存在且常見的，但卻容易被操作人員忽略，老化的細胞會出現(xiàn)的特征包括：細胞增殖變慢、細胞核體積異常及多核（4-8核）、表面分泌物增多、細胞體積增大、細胞扁平、細胞質(zhì)中出現(xiàn)空泡等現(xiàn)象。


    總結(jié)如下
    SUMMARY

    • 細胞老化最開始的現(xiàn)象通常為細胞內(nèi)部會出現(xiàn)空泡（可能是凋亡小體），也可能會出現(xiàn)黑點，大多沿細胞周邊排布，內(nèi)部中間也可能會顯現(xiàn)一些，但相對周邊較少；

    • 老化的細胞會出現(xiàn)細胞體積增大，胞質(zhì)濃縮，胞膜起泡，皺縮等現(xiàn)象；

    • 老化以后的細胞會出現(xiàn)立體感慢慢消失，開始成扁平狀，細胞與細胞之間的間隔減小或混在一起；

    • 細胞折光性變差，鏡下可見細胞“變薄"，做轉(zhuǎn)染實驗時，細胞死亡率會較高，但培養(yǎng)液不會發(fā)生迅速變黃的現(xiàn)象，仍清亮。（如果是細菌污染的話，一般會出現(xiàn)培養(yǎng)液的迅速變黃，混濁，鏡下可見大量繁殖的細菌；若是支原體污染的話，細胞也會失去正常形態(tài)，也有細胞會死亡）；

    • 細胞的貼壁性減弱，開始有細胞漂浮在培養(yǎng)液中；

    • 老化的細胞表面分泌物會增多，細胞表面的純凈度越來越低；

    • 分裂的細胞數(shù)量明顯的減少，同時細胞的增殖速度也會大大下降；

    • 細胞開始長角分化。

    如下圖：

    為何細胞總是老化？

    圖1. HEK293細胞

    為何細胞總是老化？

    圖2. MSC細胞


    圖1  實心箭頭指示的是發(fā)生細胞老化的HEK293細胞，SA-β-gal染色陽性，而空心箭頭指的是未發(fā)生老化的細胞。

    圖2  被染上藍色的是發(fā)生老化的MSC細胞, 未被染色的是未發(fā)生老化的細胞。

    由圖片可以看出老化細胞體積增大、細胞扁平。







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