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。
一、何為細胞老化?
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的整體合成速率降低,但是蛋白質的降解體系受到更加明顯的抑制,導致蛋白質在細胞內(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、細胞質中出現(xiàn)空泡等現(xiàn)象。
總結:
研究表明,衰老細胞的細胞核、細胞質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,使物質運輸功能降低.
3、形態(tài)變化:
總體來說老化細胞的各種結構呈退行性變化.衰老細胞的形態(tài)變化表現(xiàn)有: