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衰老是生命體生理功能隨時間推移及環(huán)境變化出現(xiàn)衰退的生理過程，是個體走向自然死亡的必經(jīng)之路。

細胞衰老則是指細胞處于一種穩(wěn)定的細胞周期停滯狀態(tài)，是衰老的復(fù)雜表型之一，但并不等同于衰老。短期細胞衰老對哺乳動物胚胎發(fā)育至關(guān)重要，而且參與機體傷口愈合；長期持續(xù)則可能導(dǎo)致腫瘤抑制和某些疾病的發(fā)展。

近年來，細胞衰老已逐漸成為備受關(guān)注的科研熱點之一。據(jù)統(tǒng)計，2023年國自然中標項目中，細胞衰老相關(guān)項目占有187項；2014-2023年，細胞衰老相關(guān)SCI論文發(fā)表數(shù)量也穩(wěn)步上升。所以，快快坐上小編的科普列車，關(guān)于細胞衰老別人知道的小編也得讓小伙伴們知道！

圖1 細胞衰老中標數(shù)量及資助金額

 圖2 細胞衰老相關(guān)SCI論文數(shù)量

  細胞衰老的表型特征  

細胞衰老誘因頗多，通常可以總結(jié)概括為三類，即復(fù)制性衰老、發(fā)育程序性衰老（上文提及的胚胎發(fā)育過程）及應(yīng)激誘導(dǎo)的過早衰老（由氧化應(yīng)激、癌基因表達、DNA損傷等內(nèi)/外部刺激誘導(dǎo)發(fā)生）。

但是，萬變不離其宗，各種細胞衰老類型表現(xiàn)出“唇齒相依”的以下四個共同表型特征：

細胞周期阻滯

細胞周期阻滯是細胞衰老的一個決定性特征，主要由p53/p21和p16/Rb信號途徑介導(dǎo)。區(qū)別于陷入G0細胞穩(wěn)定期且保留重新進入細胞周期能力的靜止細胞，衰老細胞不可逆地停滯在G1、G1/S或G2期，這種表型通常在破壞性刺激或異常增殖觸發(fā)時出現(xiàn)。但必須一提的是，靜止細胞會更容易受到復(fù)制性衰老和過早衰老的影響。

大分子損傷

核DNA損傷是細胞衰老的重要誘因，DNA雙鏈斷裂（DSB）是DNA損傷反應(yīng)（DDR）通路介導(dǎo)的一種常見且高度有害的DNA損傷形式。內(nèi)源性（如細胞新陳代謝）或外源性（如輻射）衰老刺激能夠通過共濟失調(diào)毛細血管擴張突變蛋白（ATM）和ATM及Rad3相關(guān)激酶（ATR）激活DDR通路來促進p53穩(wěn)定性進而導(dǎo)致細胞周期阻滯。在該種病理過程中，ATM、ATR激酶還可以誘導(dǎo)組蛋白H2AX羧基末端的Ser139殘基磷酸化成γH2AX，參與DNA損傷修復(fù)。γH2AX與DSB數(shù)量成正比，故而通常被作為DDR的特異性生物標志物。

分泌表型SAS

多數(shù)衰老細胞會表現(xiàn)出強分泌功能，即衰老相關(guān)分泌表型（SASP）。該表型主要以受體結(jié)合因子、直接作用因子及調(diào)節(jié)因子三種SASP因子為特征，通過自我強化衰老、改變其他細胞形態(tài)功能以及組織生理結(jié)構(gòu)來誘導(dǎo)局部組織微環(huán)境的重組。

受體結(jié)合因子通過與胞膜受體結(jié)合產(chǎn)生細胞內(nèi)級聯(lián)信號繼而介導(dǎo)上述衰老表型，主要包括趨化因子（CCL-2/5/16/26/20等）、白介素類（IL-1α、IL-6、IL-8）和生長因子（FGF、GM-CSF、HGF、TGFβ）。

直接作用因子顧名思義就是直接作用于鄰近細胞促進膜結(jié)合蛋白裂解或破壞膜信號傳導(dǎo)繼而介導(dǎo)上述衰老表型，主要包括基質(zhì)金屬蛋白水解酶（MMP1/3/10）、絲氨酸蛋白酶（TPA、UPA）和自由基（ROS、活性氮類）。

調(diào)節(jié)因子不具備天然酶活性，一般通過結(jié)合或調(diào)節(jié)其他兩種因子的活性發(fā)揮功能，主要包括金屬蛋白酶抑制劑（TIMP）、胰島素樣生長因子結(jié)合蛋白（IGFBP）和纖溶酶原激活抑制劑（PAI）。

代謝失調(diào)

衰老細胞通常體積變大，并在pH 6.0條件下表達有高酶活性的衰老相關(guān)β-半乳糖苷酶（SA-β-gal），這是衰老經(jīng)典的代謝特征。脂質(zhì)大分子在細胞衰老的發(fā)展、維持甚至擴散過程中也發(fā)揮重要作用，不僅能夠參與上述衰老表型，而且衰老細胞可以通過增加脂質(zhì)合成和提高脂質(zhì)代謝實現(xiàn)質(zhì)膜重塑（細胞衰老的標志）。

除以上四種表型外，端?？s短、線粒體功能障礙、癌基因、ROS產(chǎn)生、化療等因素也會通過各種機制誘導(dǎo)衰老表型，促進細胞衰老

 圖3 細胞衰老的表型特征（圖片來源：PMID_36732079）

  細胞衰老表型檢測  

下面是小編給各位總結(jié)的細胞衰老相關(guān)表型常見指標及檢測方法↓↓↓

圖4 細胞衰老相關(guān)表型常見指標及檢測方法

↘ 文章內(nèi)容

急性腎損傷（AKI）是一種高發(fā)病率的危重臨床并發(fā)癥。前期研究發(fā)現(xiàn)FFAR4激動劑TUG891可緩解小鼠AKI，但其內(nèi)在機制尚不明確。作者在動物、細胞水平分別建立了AKI模型，逐一驗證了FFAR4激活對細胞衰老的促進作用，并通過進一步實驗闡明FFAR4通過Gq亞基介導(dǎo)CaMKKβ/AMPK通路上調(diào)SirT3表達來抑制AKI中的細胞衰老。

細胞衰老與腫瘤

↘ 文章標題及基本信息

NIPSNAP1通過雙重機制抑制癌細胞衰老

↘ 文章內(nèi)容

文章以探究腫瘤微環(huán)境中腫瘤細胞如何抵抗細胞衰老為主要目的，在細胞水平揭示NIPSNAP1抑制腫瘤細胞衰老的分子機制。結(jié)果顯示，NIPSNAP1一方面通過與FBXL14互作競爭性穩(wěn)定c-Myc下調(diào)p27表達來促進細胞增殖、抑制細胞衰老，另一方面通過SIRT3介導(dǎo)的脫乙?；δ茉黾覵OD2的抗氧化活性，進而抑制ROS誘導(dǎo)型細胞衰老。

最后，小編奉上2024年8月8日，《Cell》期刊在線發(fā)表的題為“Guidelines for minimal information on cellular senescence experimentation in vivo”的文章提出的檢測體內(nèi)細胞衰老研究路線指南：

第一步

初步評估

檢測細胞周期停滯蛋白p21和p16；

第二步

衰老驗證

通過其他表型確認衰老是否確實發(fā)生；

第三步

消除衰老

通過轉(zhuǎn)基因敲除或者其他方法消除衰老細胞；

第四步

表型影響

確定消除衰老細胞后對衰老表型的影響。

ps.小編今天為大家介紹的這兩篇文章完全符合上述研究路線指南，看來英雄所見略同~

本期的分享就到這里嘍，對我們文章感興趣的小伙伴們記得點贊和關(guān)注哦！保持思念，我們下期見！

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