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衰老or老化
細(xì)胞衰老是指穩(wěn)定細(xì)胞周期停滯的狀態(tài),在這種狀態(tài)下增殖細(xì)胞會(huì)對(duì)促生長(zhǎng)刺激產(chǎn)生耐受,通常由 DNA 損傷所引起。Leonard Hayflick 首先描述了細(xì)胞衰老,他觀察到人類胎兒成纖維細(xì)胞最終會(huì)停止分裂,但在長(zhǎng)時(shí)間培養(yǎng)后仍然具有活力和代謝活性?,F(xiàn)在普遍認(rèn)為,除了具有干細(xì)胞樣特性的細(xì)胞類型外,只有轉(zhuǎn)化的惡性細(xì)胞會(huì)無(wú)限復(fù)制,而非轉(zhuǎn)化細(xì)胞則不會(huì)。除了在體外受控條件下發(fā)育的胚胎干細(xì)胞或誘導(dǎo)多能干細(xì)胞,此類細(xì)胞還包括內(nèi)源性生殖干細(xì)胞和成體干細(xì)胞。衰老細(xì)胞與靜息細(xì)胞和終末分化細(xì)胞均不同,其中靜息細(xì)胞能夠重新進(jìn)入細(xì)胞周期。
衰老細(xì)胞的特征是形態(tài)學(xué)和代謝變化、染色質(zhì)重構(gòu)、基因表達(dá)改變以及出現(xiàn)一種稱為衰老相關(guān)分泌表型 (SASP) 的促炎癥表型。衰老的生物學(xué)作用復(fù)雜,衰老細(xì)胞的保護(hù)作用和有害作用均已有描述,主要取決于生理環(huán)境。例如,盡管衰老可能作為避免受損細(xì)胞惡性轉(zhuǎn)化的機(jī)制進(jìn)化而來(lái),但衰老的發(fā)生可能會(huì)導(dǎo)致許多年齡相關(guān)病變,包括癌癥、組織退化和炎癥性疾病。
老化和細(xì)胞衰老這兩個(gè)術(shù)語(yǔ)不能互換使用。老化是隨時(shí)間推移的進(jìn)行性衰退,而衰老在整個(gè)生命周期中都可發(fā)生,包括胚胎發(fā)生期間。衰老細(xì)胞的數(shù)量隨著年齡增大而增加,但衰老還在發(fā)育以及傷口愈合中發(fā)揮重要作用。
老化是什么
老化是生命發(fā)展的必然,任何細(xì)胞從誕生之時(shí)起,老化過(guò)程就開(kāi)始了。老化的細(xì)胞結(jié)構(gòu)蛋白、酶蛋白和受體蛋白合成減少,攝取營(yíng)養(yǎng)和修復(fù)染色體損傷的能力均下降,表現(xiàn)為細(xì)胞和胞核變形,線粒體、高爾基體扭曲或呈囊泡狀,胞質(zhì)色素沉著,細(xì)胞體積縮小,由此導(dǎo)致器官重量減輕,間質(zhì)增生硬化,功能代謝降低,儲(chǔ)備功能不足。
肉眼顯微鏡下觀察細(xì)胞主要鏡下特征:
1、細(xì)胞內(nèi)部會(huì)出現(xiàn)空泡(可能是凋亡小體),也可能會(huì)出現(xiàn)黑點(diǎn),大多沿細(xì)胞周邊排布,內(nèi)部中間也可能會(huì)顯現(xiàn)一些,但相對(duì)周邊為少。
2、老化以后的細(xì)胞會(huì)出現(xiàn)形態(tài)的改變,立體感會(huì)慢慢消失,開(kāi)始成扁平狀,細(xì)胞與細(xì)胞之間的間隔減小或混在一起,細(xì)胞不再是梭形,而會(huì)成為各種不規(guī)則形狀。
3、細(xì)胞折光性變差,鏡下可見(jiàn)細(xì)胞“變薄”,做轉(zhuǎn)染實(shí)驗(yàn)時(shí),細(xì)胞死亡率會(huì)較高。但培養(yǎng)液不會(huì)發(fā)生迅速變黃的現(xiàn)象,仍清亮。
4、細(xì)胞的貼壁性減弱,開(kāi)始有細(xì)胞漂浮于培養(yǎng)液中。
5、老化的細(xì)胞,表面分泌物會(huì)增多,細(xì)胞表面的純凈度越來(lái)越低。
6、分裂的細(xì)胞數(shù)量明顯地減少同時(shí)細(xì)胞的增殖速度也會(huì)大大下降。
7、細(xì)胞開(kāi)始長(zhǎng)角分化。
老化的原因
1、氧化應(yīng)激:由內(nèi)在或外在因素引起的氧化壓力會(huì)加速細(xì)胞老化。
2、端??s短:端粒是染色體末端的保護(hù)結(jié)構(gòu),其縮短會(huì)導(dǎo)致細(xì)胞分裂次數(shù)有限,從而引發(fā)細(xì)胞老化。
3、細(xì)胞自噬功能降低:細(xì)胞自噬是細(xì)胞內(nèi)部清理和修復(fù)機(jī)制的一部分,功能降低會(huì)導(dǎo)致細(xì)胞老化。
4、營(yíng)養(yǎng)不足:培養(yǎng)液中的營(yíng)養(yǎng)成分不足也會(huì)導(dǎo)致細(xì)胞老化。
5、傳代次數(shù)過(guò)多:在體外培養(yǎng)過(guò)程中,細(xì)胞傳代次數(shù)過(guò)多或時(shí)間過(guò)長(zhǎng)也會(huì)引起細(xì)胞老化。
如何預(yù)防細(xì)胞老化
1、不要等細(xì)胞長(zhǎng)得太滿才傳代。細(xì)胞太密會(huì)導(dǎo)致細(xì)胞狀態(tài)下降,產(chǎn)生細(xì)胞接觸性抑制。一般密度到80-90%左右就可以傳代了。
2、細(xì)胞不要消化過(guò)度。采用胰蛋白酶消化細(xì)胞,會(huì)造成細(xì)胞表面一定程度的細(xì)胞損傷。一定要注意選用的胰酶品牌,使用的胰酶量,絕大多數(shù)細(xì)胞使用0.25胰酶含edta這款消化液,t25瓶1ml,培養(yǎng)箱消化1min即可拿出來(lái)在顯微鏡下看細(xì)胞脫落情況。
3、最重要的是使用優(yōu)質(zhì)的血清和培養(yǎng)基:干細(xì)胞對(duì)培養(yǎng)基中的內(nèi)毒素非常敏感。除了要留意基礎(chǔ)培養(yǎng)基的內(nèi)毒素外,也要留意血清的內(nèi)毒素。如果血清中內(nèi)毒素≥3EU/ml時(shí),干細(xì)胞很容易老化或死亡,導(dǎo)致細(xì)胞“亞健康”狀態(tài),導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)受到影響。很多使用者,在血清在試用前,就會(huì)通過(guò)提早審核該批次《檢測(cè)報(bào)告》,以決定是否入圍進(jìn)行試用。
4、在開(kāi)始養(yǎng)細(xì)胞并傳代時(shí),也要特別注意凍存細(xì)胞,以保持細(xì)胞有種子庫(kù)存在,可以有效避免細(xì)胞損傷