細(xì)胞衰老是細(xì)胞生命周期的一個(gè)重要階段。在人類、小鼠及其它一些物種中，衰老細(xì)胞的積累已被證明可加速多種疾病的發(fā)生，包括衰老相關(guān)疾病、年齡相關(guān)疾病、免疫衰老等。目前我們對(duì)衰老細(xì)胞生物學(xué)的理解主要來(lái)源于組織培養(yǎng)研究，但組織中的衰老細(xì)胞相對(duì)罕見且難以表征。對(duì)此，2024年6月3日，SenNet聯(lián)盟在《Nature Reviews Molecular Cell Biology》期刊上發(fā)表了題為“SenNet recommendations for detecting senescent cells in different tissues”的綜述性文獻(xiàn)，研究人員對(duì)已有文獻(xiàn)報(bào)道的組織中的細(xì)胞衰老標(biāo)記物進(jìn)行了全面分析，提供了使用細(xì)胞衰老標(biāo)志物來(lái)鑒定組織中的衰老細(xì)胞的建議，為衰老相關(guān)研究提供了寶貴的資源。

Part 1細(xì)胞衰老的定義

細(xì)胞衰老被定義為一種穩(wěn)定的細(xì)胞周期停滯，這種停滯是對(duì)環(huán)境應(yīng)激或內(nèi)部損傷的一種反應(yīng)。這種反應(yīng)會(huì)觸發(fā)一系列細(xì)胞內(nèi)表型的變化，影響細(xì)胞的正常功能和生存能力。

盡管關(guān)于細(xì)胞衰老在組織中的驅(qū)動(dòng)機(jī)制尚未完全明確，但現(xiàn)有研究表明，衰老細(xì)胞的逐漸累積與慢性炎癥之間存在密切聯(lián)系，這種累積可能對(duì)組織功能產(chǎn)生不利影響，甚至導(dǎo)致功能障礙。衰老細(xì)胞為何會(huì)隨年齡增長(zhǎng)而累積？原因可能有兩種：一是隨著年齡的增長(zhǎng)生成的衰老細(xì)胞數(shù)量增多；二是免疫系統(tǒng)清除衰老細(xì)胞的能力隨著年齡的增長(zhǎng)而逐漸減弱，導(dǎo)致它們?cè)诮M織中的積累。其中，后者得到了較多證據(jù)的支持，免疫系統(tǒng)的清除功能確實(shí)會(huì)隨著年齡增長(zhǎng)而有所下降。

Part 2細(xì)胞衰老的特征

盡管關(guān)于細(xì)胞衰老在組織中的驅(qū)動(dòng)機(jī)制尚未完全明確，但現(xiàn)有研究表明，衰老細(xì)胞的逐漸累積與慢性炎癥之間存在密切聯(lián)系，這種累積可能對(duì)組織功能產(chǎn)生不利影響，甚至導(dǎo)致功能障礙。衰老細(xì)胞為何會(huì)隨年齡增長(zhǎng)而累積？原因可能有兩種：一是隨著年齡的增長(zhǎng)生成的衰老細(xì)胞數(shù)量增多；二是免疫系統(tǒng)清除衰老細(xì)胞的能力隨著年齡的增長(zhǎng)而逐漸減弱，導(dǎo)致它們?cè)诮M織中的積累。其中，后者得到了較多證據(jù)的支持，免疫系統(tǒng)的清除功能確實(shí)會(huì)隨著年齡增長(zhǎng)而有所下降。

圖1. 細(xì)胞衰老的特征

（圖片來(lái)自《Nature Reviews Molecular Cell Biology》）

1）細(xì)胞周期停滯：

衰老細(xì)胞中的p53、p16INK4A（由CDKN2A編碼）和p21CIP1（由CDKN1A編碼）等分子上調(diào)，導(dǎo)致RB家族蛋白的持續(xù)激活。這種激活抑制了E2F的轉(zhuǎn)錄活化，進(jìn)而使細(xì)胞周期停滯。

2）DNA損傷應(yīng)答的激活：

衰老細(xì)胞中，磷酸化組蛋白變體H2AX和檢查點(diǎn)及DNA修復(fù)因子（如T53BP1）在全基因組損傷位點(diǎn)形成病灶聚集。這些變化表明DNA損傷應(yīng)答機(jī)制被激活，以應(yīng)對(duì)衰老過(guò)程中積累的DNA損傷。

3）核改變：

衰老細(xì)胞經(jīng)歷全局異染色質(zhì)損失和局部獲得，形成衰老相關(guān)異染色質(zhì)灶（SAHF）。其特征為組蛋白H3在第九位賴氨酸三甲基化（H3K9me3）增加。同時(shí)，轉(zhuǎn)座元件如長(zhǎng)間隔元件1（LINE-1）被激活，衰老相關(guān)衛(wèi)星擴(kuò)張（SADS）和端粒相關(guān)灶點(diǎn)（TAF）形成。另外，LMNB1和核纖層相關(guān)域丟失，進(jìn)一步影響核結(jié)構(gòu)。

4）抗凋亡因子的上調(diào)：

衰老細(xì)胞中，ABL1、EFNB1、BCL2L1、EFNB3、SERPINB2和PI3K等抗凋亡因子上調(diào)，這有助于細(xì)胞在衰老過(guò)程中抵抗凋亡信號(hào)。

5）衰老相關(guān)分泌表型（SASP）：

衰老細(xì)胞釋放細(xì)胞因子、趨化因子和生長(zhǎng)因子，共同構(gòu)成影響細(xì)胞微環(huán)境的炎癥反應(yīng)。部分蛋白質(zhì)通過(guò)細(xì)胞外囊泡分泌，而部分線粒體顯示線粒體外膜滲透性，釋放線粒體DNA（mtDNA），加重SASP的出現(xiàn)。

6）溶酶體含量增加和β-半乳糖苷酶活性提升：

衰老細(xì)胞中溶酶體含量增加，β-半乳糖苷酶活性提升，這些變化可能與細(xì)胞內(nèi)的廢物處理和代謝適應(yīng)有關(guān)。

7）代謝適應(yīng)：

代謝適應(yīng)是由線粒體功能的變化引起的，線粒體功能的改變?cè)黾恿嘶钚匝酰≧OS）的產(chǎn)生，可能進(jìn)一步影響細(xì)胞的生存和功能。

8）細(xì)胞表面標(biāo)志物：

衰老細(xì)胞上調(diào)衰老相關(guān)蛋白質(zhì)和糖類受體的表達(dá)，這些標(biāo)志物可能用于識(shí)別和分離衰老細(xì)胞。

9）形態(tài)學(xué)變化：

衰老細(xì)胞在細(xì)胞培養(yǎng)中變得扁平、增大和空泡化。細(xì)胞核增大，核起泡，形成胞質(zhì)染色質(zhì)片段（CCFs）。

綜上所述，衰老細(xì)胞的九種特征涵蓋了形態(tài)、代謝、酶活、色素、基因組、表觀遺傳、蛋白質(zhì)穩(wěn)態(tài)、營(yíng)養(yǎng)感應(yīng)和分泌表型等多個(gè)方面。這些特征共同反映了細(xì)胞在老化過(guò)程中的復(fù)雜變化，并可能對(duì)組織功能和機(jī)體健康產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響。

Part 3細(xì)胞衰老的標(biāo)志物

SenNet聯(lián)盟強(qiáng)調(diào)利用多個(gè)衰老特征支持細(xì)胞衰老存在的重要性，并整理一個(gè)信息豐富的標(biāo)志物數(shù)據(jù)庫(kù)。數(shù)據(jù)庫(kù)中收錄了224篇相關(guān)論文和328種標(biāo)志物，涵蓋了14種小鼠和人類組織以及循環(huán)標(biāo)志物。為了確定衰老研究中標(biāo)志物的優(yōu)先級(jí)，研究人員重點(diǎn)列出在三種或更多組織中記錄的衰老標(biāo)志物（見表1）。

表1. 細(xì)胞衰老標(biāo)志物

（表格來(lái)自《Nature Reviews Molecular Cell Biology》）

表1中僅展示了部分靶標(biāo)信息，如需完整信息，微信掃碼獲取完整表格。

（表格來(lái)自《Nature Reviews Molecular Cell Biology》）

細(xì)胞衰老相關(guān)靶分子

云克隆開發(fā)了上述研究中涉及的相關(guān)靶標(biāo)蛋白，抗體以及試劑盒產(chǎn)品。靶標(biāo)和核心貨號(hào)如下，供參考。

使用單一的細(xì)胞衰老標(biāo)志物在識(shí)別組織中的衰老細(xì)胞時(shí)往往缺乏足夠的特異性和敏感性。為了準(zhǔn)確識(shí)別組織中的衰老細(xì)胞，需要在同一細(xì)胞中檢測(cè)到至少三種細(xì)胞衰老的標(biāo)志物，以提高識(shí)別的特異性和敏感性，減少假陽(yáng)性結(jié)果。云克隆多因子檢測(cè)試劑盒作為高效可靠的定量檢測(cè)工具，特別適用于細(xì)胞衰老領(lǐng)域的科學(xué)研究。這類試劑盒可同時(shí)檢測(cè)多種細(xì)胞衰老標(biāo)志物，為科研人員提供了深入的理解細(xì)胞衰老機(jī)制及其調(diào)控途徑的手段。