一文总结：细胞衰老十大标志物

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一文总结：细胞衰老十大标志物是怎么回事，是真的吗？2021年01月19日是本文发布时间是这个时间。下面一起来看看到底怎么回事吧。
                                一文总结：细胞衰老十大标志物
                               
                                细胞衰老及相关机制研究跟癌症、发育、细胞代谢、表观生物学等诸多领域都关联密切。
                               
                               

什么是衰老？

细胞衰老是指稳定细胞周期停滞的状态，在这种状态下增殖细胞会对促生长刺激产生耐受，通常由 DNA 损伤所引起。衰老细胞的特征是形态学和代谢变化、染色质重构、基因表达改变以及出现一种称为衰老相关分泌表型 (SASP) 的促炎症表型。


为何会发生衰老？

衰老能够阻止含有受损 DNA 的细胞复制，这是一种重要的抗肿瘤功能。衰老通常由损伤性刺激引起，包括端粒缩短（复制衰老）、DNA 损伤（DNA 损伤诱导衰老）和致癌信号转导（癌基因诱导衰老）。

细胞衰老及相关机制研究跟癌症、发育、细胞代谢、表观生物学等诸多领域都关联密切。提到细胞衰老的研究，你能一口气说出几个标志物？小编特意为您整理好十大关键靶标。

1 β-Galactosidase Staining Kit

衰老细胞是以 pH 依赖的方式表达 β 半乳糖苷酶，特别是在 pH 值为 6 时是可检测到的[1]。这种便捷的染色试剂盒含有所有用于细胞或甚至是冷冻组织中检测 pH 值为 6 时的 β 半乳糖苷酶活性所需的东西！它非常适合快速便捷地检测多个细胞群或组织样品，方向简单明了，并且蓝色染色明亮清晰。


pH 值 为 6 时，对细胞群倍增数为 29（左图）的正常 WI38 细胞以及细胞群倍增数为 36（右图）的衰老 WI38 细胞进行 β-半乳糖苷酶染色。

2 p53 和 磷酸化p53

p53 研究很广泛，几乎不需要介绍了！作为 DNA 损伤应答 (DDR) 通路的主要参与者，p53 还是细胞周期的关键调节分子，其中增加的磷酸化 p53 将会激活周期素依赖性激酶抑制剂 (CDKI)，并最终导致细胞周期停滞。


使用 p53 (7F5) Rabbit mAb #2527（绿色） 对 HT-29 细胞进行共聚焦免疫荧光分析。肌动蛋白纤丝用 DY-554 Phalloidin 进行标记（红色）。

正如上面所述的，衰老细胞周期停滞高度依赖于phospho-53，而phospho-53 会聚集并激活多种不同的 CDKI。在 p53 和phospho-p53 水平之间进行比较分析通常是研究 DDR 通路和衰老的一个关键步骤。


使用 Phospho-p53 (Ser46) Antibody #2521 (绿色) 对未经处理 (左图) 或 Etoposide (右图) 处理的 MCF-7 细胞进行共聚焦免疫荧光分析。肌动蛋白纤丝用 DY-554 Phalloidin 进行标记（红色）。


3 p21

其中一个确立已久的衰老标志物 p21 是磷酸化-p53 的下游 CDKI。p21 通过在结合 CDK2 时阻断细胞周期进入 G1/S 来起到细胞周期抑制剂的作用[1]。


使用 p21 Waf1/Cip1 (12D1) Rabbit mAb #2947（红色）和 Phospho-Histone H3 (Ser10) (6G3) Mouse mAb #9706（绿色）对 MCF7 细胞进行共聚焦免疫荧光分析。蓝色伪彩 = DRAQ5? #4084（DNA 荧光染料）。

4 p16

另一种常见且可靠的衰老标志物 p16 的表达被认为会促使细胞衰老[2]。p16 是 CDKI INK4 家族的成员，它会与 CDK4 和 CDK6 作用使细胞周期停滞在 G1[3]。


使用 p16 INK4A (D3W8G) Rabbit mAb #92803（上图）或 β-Actin (D6A8) Rabbit mAb #8457 （下图）对 HeLa 和 HUVEC 细胞的提取物进行蛋白印迹分析。

5 LaminB1

衰老细胞通常显示出形态变化，使得 LaminB1 成为另一个有用的衰老指示分子。胞核形态标志物 LaminB1 在衰老的人和小鼠细胞中出现表达缺失[4]。LaminB1 缺失以及 p21 和 p16 聚集的增加均是重要典型的衰老标志。


使用 Lamin B1 (119D5-F1) Mouse mAb #68591（绿色）和 β-Actin (13E5) Rabbit mAb (Alexa Fluor? 647 Conjugate) #8584（红色）对 HT-29 细胞进行共聚焦免疫荧光分析。蓝色伪彩 = Propidium Iodide (PI)/RNase Staining Solution #4087（DNA 荧光染料）。

6 衰老相关分泌表型（SASP）

衰老细胞有许多常见特征，但这些特征不尽相同。每个衰老细胞群表现为细胞因子、生长因子和蛋白酶水平不同，这称为衰老相关分泌表型 (SASP)。SASP Antibody Sampler Kit 含有针对各种蛋白的抗体，可用于研究衰老细胞。这个系列可以让您确定您的细胞群的特定 SASP。


使用 IL-1β (D3U3E) Rabbit mAb #12703 对重组 Human Interleukin-1β (hIL-1β) #8900 进行蛋白印迹分析。

7 Rb 和 磷酸化 Rb

通常，Rb 磷酸化是解除转录靶标抑制并推进细胞周期进程所必需的。各种 CDKI（包括 p21 和 p16）对细胞周期的抑制会导致 Rb 被过度激活；这最终会导致细胞周期停滞和衰老[4]。


使用 Rb (4H1) Mouse mAb #9309（绿色）对 SH-SY5Y 细胞进行共聚焦免疫荧光图像分析。肌动蛋白丝用 Alexa Fluor? 555 phalloidin（红色）标记。

Rb 必须经过磷酸化才能推进细胞周期进程，因此在衰老细胞中未见磷酸化-Rb。与 p53 一样，在研究衰老时，对 Rb 和磷酸化 Rb 进行比较分析是最重要的。


使用 Phospho-Rb (Ser807/Ser811) (D20B12) XP? Rabbit mAb #8516（绿色）对未经（上图）或已经 λ 磷酸酶（下图）处理的 MCF7（左图）和 BT-549（右图）细胞进行共聚焦免疫荧光分析。使用 DY-554 phalloidin（红色）标记肌动蛋白纤丝。蓝色伪彩 = DRAQ? #4084（DNA 荧光染料）。

8 γ-H2A.X


γ-H2A.X 是 DDR 通路的一种典型标志物。DNA 损伤会导致快速可靠的应答，其中 H2A.X 在 Ser139 上被磷酸化，形成 γ H2A.X[5]，使其成为一种研究 DDR 通路和衰老的强大工具。


使用 Phospho-Histone H2A.X (Ser139) (20E3) Rabbit mAb #9718 对未经处理的（左）或经紫外线处理（右）的石蜡包埋的 HT-29 细胞进行免疫组织化学分析。

9 53BP1

53BP1 最初被发现是 p53 的结合伴侣，会增强其转录活性[6，7]。53BP1 在 DNA 修复中起到重要作用，已知会被募集到 DNA 损伤位点，53BP1 是否停留在这些位点取决于 γ-H2A.X[8]。


使用 53BP1 Antibody #4937（绿色）对 Hela 细胞进行共聚焦免疫荧光分析。肌动蛋白丝用 Alexa Fluor? 555 phalloidin（红色）标记。

10 Ki67

有时，检测某种物质的最佳方式是确定未起作用的物质。Ki67 是一种胞核蛋白，它也是一种频繁使用的细胞增殖标志物。这种检测横跨 G1 至有丝分裂结束，但在细胞处于 G0 休止期时无法检测到[9]。衰老细胞的标志是永久性退出细胞周期，因此衰老细胞不表达 Ki67。


使用 Ki-67 (8D5) Mouse mAb #9449 对石蜡包埋的人乳腺癌进行免疫组织化学分析。

*小提示！除此之外，还有很多衰老细胞标志物，那么初入课题，如何选择？我们建议从 Senescence Marker Antibody Sampler Kit #56062 开始，这款试剂盒含有这些功能性标志物中的多个标志物，非常适合用来检测您的衰老细胞，并确定重点需要研究的靶点！

参考文献：
1 Hernandez-Segura, A. et al. (2018) Trends in Cell Biol. 28, 6 436-453.
2 LaPak, K.M. and Burd, C.E. (2014) Mol Cancer Res 12, 167-83.
3 He, S. and Sharpless, N. (2017) Cell 169, 6, 1000-1011.
4 Gorgoulis, V. et al. (2019) Cell 179, 4, 813-827.
5 Sharma, A. et al. (2012) DNA Rep. Prot. 613-626.
6 Iwabuchi, K. et al. (1994) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 91, 6098-102.
7 Ward, I.M. et al. (2003) J. Biol. Chem. 278, 19579-82.
8 Wang, B. et al. (2002) Science 298, 5597, 1435-1438.
9 Lawless, C. et al. (2010) Exp. Ger. 45, 10 772-778.