細胞老化的征兆及預防方法解讀
大家在養(yǎng)細胞的時候，想必大家也一定遇到過細胞狀態(tài)差這種情況，但是細胞狀態(tài)差，有很多種原因造成。細胞狀態(tài)很差，常常出現(xiàn)的現(xiàn)象是：細胞邊緣不清晰、細胞不飽滿、折光性差、背景比較臟、黑點很多、細胞碎片多（細胞凋亡后的細胞碎片）、單個細胞內(nèi)有空泡（凋亡）且空泡比較多；如果細胞出現(xiàn)老化，也就是細胞比較扁平、增殖減緩、細胞核體積增大、細胞突觸變多，此時觀察到的細胞狀態(tài)也是不正常的。所以，除了考慮血清和細菌污染的問題，細胞老化也不容忽視。
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Hayflflick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“Hayflflick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。
二、細胞老化的征兆
1、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不可或缺的指標。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。
2、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。但，由于不同組織來源的細胞，其形態(tài)本就各不相同，因此，目前還并無客觀的、統(tǒng)一的標準從細胞形態(tài)判斷并定義老化細胞。換句話說，目前并不能直接根據(jù)細胞的形態(tài)去判斷是否老化細胞。
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):
研究表明,衰老細胞的細胞核、細胞質(zhì)和細胞膜等均有明顯的變化：
①細胞內(nèi)水分減少,體積變小,新陳代謝速度減慢；
②細胞內(nèi)酶的活性降低；
③細胞內(nèi)的色素會積累；
④細胞內(nèi)呼吸速度減慢,細胞核體積增大,核膜內(nèi)折,染色質(zhì)收縮,顏色加深.線粒體數(shù)量減少,體積增大；
⑤細胞膜通透性功能改變,使物質(zhì)運輸功能降低.
3、形態(tài)變化：
總體來說老化細胞的各種結(jié)構(gòu)呈退行性變化.衰老細胞的形態(tài)變化表現(xiàn)有：
3.1、核：增大、染色深、核內(nèi)有包含物
3.2、染色質(zhì)：凝聚、固縮、碎裂、溶解
3.3、質(zhì)膜：粘度增加、流動性降低
3.4、細胞質(zhì)：色素積聚、空泡形成
3.5、線粒體：數(shù)目減少、體積增大
3.6、高爾基體：碎裂
3.7、尼氏體：消失
3.8、包含物：糖原減少、脂肪積聚
3.9、核膜：內(nèi)陷
4、分子水平的變化：
4.1、DNA：從總體上DNA復制與轉(zhuǎn)錄在細胞衰老時均受抑制,但也有個別基因會異常激活,端粒DNA丟失,線粒體DNA特異性缺失,DNA氧化、斷裂、缺失和交聯(lián),甲基化程度降低.
4.2、 RNA：mRNA和tRNA含量降低.
4.3、蛋白質(zhì)：含成下降,細胞內(nèi)蛋白質(zhì)發(fā)生糖基化、氨甲�；�、脫氨基等修飾反應,導致蛋白質(zhì)穩(wěn)定性、抗原性,可消化性下降,自由基使蛋白質(zhì)肽斷裂,交聯(lián)而變性.氨基酸由左旋變?yōu)橛倚?
4.4、 酶分子：活性中心被氧化,金屬離子Ca2+、Zn2+、Mg2+、Fe2+等丟失,酶分子的二級結(jié)構(gòu),溶解度,等電點發(fā)生改變,總的效應是酶失活.
4.5、脂類：不飽和脂肪酸被氧化,引起膜脂之間或與脂蛋白之間交聯(lián),膜的流動性降低。
三、、那我們該如何防止細胞老化？
1. 不要等細胞長得太滿才傳代。細胞太密會導致細胞狀態(tài)下降，產(chǎn)生細胞接觸性抑制。
2. 細胞不要消化過度。采用胰蛋白酶消化細胞，會造成細胞表面一定程度的細胞損傷。
3. 最重要的是使用優(yōu)質(zhì)的血清和培養(yǎng)基：干細胞對培養(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，干細胞很容易老化或死亡，導致細胞“亞健康”狀態(tài)，導致實驗受到影響。很多使用者，在血清在試用前，就會通過提早審核該批次《檢測報告》，以決定是否入圍進行試用。
4. 在開始養(yǎng)細胞并傳代時，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。
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