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何為細(xì)胞老化?
1882年,德國(guó)生物學(xué)家Weismann曾大膽預(yù)測(cè)“在細(xì)胞水平存在老化現(xiàn)象"。他推測(cè):機(jī)體的壽命限制受控于體細(xì)胞的分裂能力;在遺傳進(jìn)化中,不同物種的體細(xì)胞獲得了不同分裂的潛能,從而決定了不同物種的壽命長(zhǎng)短。
20世紀(jì)50年代,Swin和他的同事利用原代細(xì)胞體外培養(yǎng)試驗(yàn)證明了來(lái)源于不同物種的纖維細(xì)胞均不具備無(wú)限分裂的潛能。取得突破性進(jìn)展的還是Hayflflick和Moorhead,他們做了更系統(tǒng)更細(xì)致的觀察和描述,他們對(duì)25株人成纖維細(xì)胞進(jìn)行原代培養(yǎng),在這個(gè)過(guò)程中發(fā)現(xiàn),經(jīng)過(guò)約50次傳代之后,所有細(xì)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(shí)證明,細(xì)胞老化并不是體外培養(yǎng)所導(dǎo)致,細(xì)胞在體內(nèi)也會(huì)隨著年齡的增長(zhǎng),逐步走向老化。
※細(xì)胞老化最開(kāi)始的現(xiàn)象通常為細(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)周邊較少;
※老化的細(xì)胞會(huì)出現(xiàn)細(xì)胞體積縮小,胞質(zhì)濃縮,胞膜起泡,皺縮等現(xiàn)象;
※老化以后的細(xì)胞會(huì)出現(xiàn)立體感慢慢消失,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;
※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。(如果是細(xì)菌污染的話,一般會(huì)出現(xiàn)培養(yǎng)液的迅速變黃,混濁,鏡下可見(jiàn)大量繁殖的細(xì)菌;若是支原體污染的話,細(xì)胞也會(huì)失去正常形態(tài),會(huì)有細(xì)胞的死亡);
※細(xì)胞的貼壁性減弱,開(kāi)始有細(xì)胞漂浮在培養(yǎng)液中;
※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;
※分裂的細(xì)胞數(shù)量明顯的減少,同時(shí)細(xì)胞的增殖速度也會(huì)大大下降;
細(xì)胞開(kāi)始長(zhǎng)角分化。
細(xì)胞培養(yǎng)中如何預(yù)防老化?
防止細(xì)胞老化最主要還是要做到勤觀察、勤換液、勤傳代、勤保種,特別是傳代,不能等細(xì)胞太密了之后傳,一般細(xì)胞建議長(zhǎng)到70%融合度傳代最好;
換培養(yǎng)液應(yīng)該根據(jù)自己細(xì)胞消耗培養(yǎng)基的情況來(lái)確定是否該換。如果感覺(jué)時(shí)間不好把握的話就多培養(yǎng)幾瓶細(xì)胞,在不同的時(shí)間換液,最后再來(lái)比較下,看什么時(shí)候換液好,得出自己的結(jié)論;
選擇正確的血清與培養(yǎng)基:細(xì)胞對(duì)血清特別敏感,直接影響細(xì)胞的生長(zhǎng)。一定要選擇適合的血清不然就會(huì)因營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)不協(xié)調(diào)而導(dǎo)致細(xì)胞老化;
在間充質(zhì)干細(xì)胞培養(yǎng)時(shí)必然要進(jìn)行消化,但是消化對(duì)細(xì)胞的表面蛋白質(zhì)有很強(qiáng)的破壞作用,因此不能長(zhǎng)時(shí)間進(jìn)行消化并且在選擇消化酶時(shí)也要選擇較為合適的pH和濃度,不然就會(huì)使細(xì)胞老化或者分化;
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。
雖然,老化細(xì)胞不會(huì)立即死亡,但其基因表達(dá)會(huì)發(fā)生變化,如果細(xì)胞老化現(xiàn)象嚴(yán)重,建議從種子庫(kù)或工作庫(kù)重新復(fù)蘇細(xì)胞。