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衰老or老化
細胞衰老是指穩定細胞周期停滯的狀態(tài),在這種狀態(tài)下增殖細胞會(huì )對促生長(cháng)刺激產(chǎn)生耐受,通常由 DNA 損傷所引起。Leonard Hayflick 首先描述了細胞衰老,他觀(guān)察到人類(lèi)胎兒成纖維細胞最終會(huì )停止分裂,但在長(cháng)時(shí)間培養后仍然具有活力和代謝活性?,F在普遍認為,除了具有干細胞樣特性的細胞類(lèi)型外,只有轉化的惡性細胞會(huì )無(wú)限復制,而非轉化細胞則不會(huì )。除了在體外受控條件下發(fā)育的胚胎干細胞或誘導多能干細胞,此類(lèi)細胞還包括內源性生殖干細胞和成體干細胞。衰老細胞與靜息細胞和終末分化細胞均不同,其中靜息細胞能夠重新進(jìn)入細胞周期。
衰老細胞的特征是形態(tài)學(xué)和代謝變化、染色質(zhì)重構、基因表達改變以及出現一種稱(chēng)為衰老相關(guān)分泌表型 (SASP) 的促炎癥表型。衰老的生物學(xué)作用復雜,衰老細胞的保護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胞惡性轉化的機制進(jìn)化而來(lái),但衰老的發(fā)生可能會(huì )導致許多年齡相關(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。衰老細胞的數量隨著(zhù)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,任何細胞從誕生之時(shí)起,老化過(guò)程就開(kāi)始了。老化的細胞結構蛋白、酶蛋白和受體蛋白合成減少,攝取營(yíng)養和修復染色體損傷的能力均下降,表現為細胞和胞核變形,線(xiàn)粒體、高爾基體扭曲或呈囊泡狀,胞質(zhì)色素沉著(zhù),細胞體積縮小,由此導致器官重量減輕,間質(zhì)增生硬化,功能代謝降低,儲備功能不足。
肉眼顯微鏡下觀(guān)察細胞主要鏡下特征:
1、細胞內部會(huì )出現空泡(可能是凋亡小體),也可能會(huì )出現黑點(diǎn),大多沿細胞周邊排布,內部中間也可能會(huì )顯現一些,但相對周邊為少。
2、老化以后的細胞會(huì )出現形態(tài)的改變,立體感會(huì )慢慢消失,開(kāi)始成扁平狀,細胞與細胞之間的間隔減小或混在一起,細胞不再是梭形,而會(huì )成為各種不規則形狀。
3、細胞折光性變差,鏡下可見(jiàn)細胞“變薄”,做轉染實(shí)驗時(shí),細胞死亡率會(huì )較高。但培養液不會(huì )發(fā)生迅速變黃的現象,仍清亮。
4、細胞的貼壁性減弱,開(kāi)始有細胞漂浮于培養液中。
5、老化的細胞,表面分泌物會(huì )增多,細胞表面的純凈度越來(lái)越低。
6、分裂的細胞數量明顯地減少同時(shí)細胞的增殖速度也會(huì )大大下降。
7、細胞開(kāi)始長(cháng)角分化。
老化的原因
1、氧化應激:由內在或外在因素引起的氧化壓力會(huì )加速細胞老化。
2、端??s短:端粒是染色體末端的保護結構,其縮短會(huì )導致細胞分裂次數有限,從而引發(fā)細胞老化。
3、細胞自噬功能降低:細胞自噬是細胞內部清理和修復機制的一部分,功能降低會(huì )導致細胞老化。
4、營(yíng)養不足:培養液中的營(yíng)養成分不足也會(huì )導致細胞老化。
5、傳代次數過(guò)多:在體外培養過(guò)程中,細胞傳代次數過(guò)多或時(shí)間過(guò)長(cháng)也會(huì )引起細胞老化。
如何預防細胞老化
1、不要等細胞長(cháng)得太滿(mǎn)才傳代。細胞太密會(huì )導致細胞狀態(tài)下降,產(chǎn)生細胞接觸性抑制。一般密度到80-90%左右就可以傳代了。
2、細胞不要消化過(guò)度。采用胰蛋白酶消化細胞,會(huì )造成細胞表面一定程度的細胞損傷。一定要注意選用的胰酶品牌,使用的胰酶量,絕大多數細胞使用0.25胰酶含edta這款消化液,t25瓶1ml,培養箱消化1min即可拿出來(lái)在顯微鏡下看細胞脫落情況。
3、最重要的是使用優(yōu)質(zhì)的血清和培養基:干細胞對培養基中的內毒素非常敏感。除了要留意基礎培養基的內毒素外,也要留意血清的內毒素。如果血清中內毒素≥3EU/ml時(shí),干細胞很容易老化或死亡,導致細胞“亞健康”狀態(tài),導致實(shí)驗受到影響。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《檢測報告》,以決定是否入圍進(jìn)行試用。
4、在開(kāi)始養細胞并傳代時(shí),也要特別注意凍存細胞,以保持細胞有種子庫存在,可以有效避免細胞損傷