زیست شناسی سن سلولی

فرهنگ های طولانی مدت سلول ستون فقرات آزمایش های بی شماری در کشف مواد مخدر، سم شناسی، داروهای احیا کننده و زیست شناسی اساسی را تشکیل می دهند، با این وجود تمام خطوط مداوم در نهایت با یک مانع اساسی مواجه می شوند: تحریکات سلولی به عنوان یک بازداشت پایدار از تکثیر سلول های سلول است که در پاسخ به فشارهای ذاتی و بیرونی مختلف رخ می دهد، بر خلاف پیری، که می تواند به طور دائمی تغییر کند (شکل فعال).

کلید محرک ها و Pathways of Senescence

Telomere کوتاه شدن و تکرار کردن سن

هر دور از تکثیر DNA تلومرها را کوتاه می کند – کلاه های محافظ در کروموزوم به پایان می رسد.هنگامی که تلومرها به طور انتقادی کوتاه می شوند، پاسخ آسیب DNA (DDR) p53 و p21 را فعال می کند که منجر به گسترش چرخه دائمی سلول می شود. این senescence شبیه سازی یک محدودیت طبیعی برای اکثر سلول های انسانی است، که فاقد فعالیت تلومر، فرسایش اولیه است.

Oncogene-Induced Senescence (OIS)

فعال سازی پیازک ها مانند یا می تواند باعث بی ثباتی از طریق p16 / Pathway. در فرهنگ، فعال سازی تصادفی در مورد رشد (به عنوان مثال نیاز به یک مکانیسم گسترش خود).

استرس اکسیداتیو و آسیب DNA

گونه های اکسیژن واکنشی (ROS) از متابولیسم طبیعی یا شرایط فرهنگ (به عنوان مثال، تنش اکسیژن بالا، قرار گرفتن در معرض نور) باعث ضایعات DNA، اکسیداسیون پروتئین و هرکسییداسیون چربی می شود. آسیب اکسیداتیو مداوم باعث می شود DDR و p53، رانندگی انحلال زودرس.انژوئن استاندارد در اکسیژن اتمسفر (~ 20٪) باعث افزایش استرس اکسیداتیو بالاتر از (1٪ -5٪) سرعت در بسیاری از سلول های سلول های سلول.

درمان اپی ژنتیک

تغییرات هیستون و الگوهای متیلاسیون DNA با سن فرهنگ تغییر می کند.از دست دادن علائم هموکروماتین، بیان مجدد ژن های رشد، و بازسازی کروماتین تغییر می تواند مسیرهای بی نظیر را به طور مستقل از طول تلوماتیک فعال کند.

استراتژی ها برای جلوگیری از سن در فرهنگ های بلند مدت

۱- فعال سازی Telomerase و HTERT Expression

مستقیم ترین راه برای جلوگیری از تکرار کردن محدودیت ها، بازگرداندن فعالیت تلومراز (۳) بسیاری از انواع سلول ها – از جمله فیبروبلاست های اولیه، سلول های ⁇ ال و سلول های بنیادی mesenchymal – می تواند با بیان یکپارچه از سلول های شبه کدر مورد بحث قرار گیرد؛ زیرا اغلب به سادگی استفاده از تغییرات مولکولی لازم نیست.

۲- بهینه سازی شرایط فرهنگ

هر پارامتر محیط آزمایشگاهی بر شروع بی حسی تأثیر می گذارد. تعدیل های زیر ثابت کرده اند:

  • تنش اکسیژن پایین سلول های بدن در 2 تا 5 درصد O2 (نورویا برای اکثر بافت ها) کاهش تولید ROS، تثبیت عوامل هیپوکسی-inucible، و تاخیر در بی حسی.
  • مکمل آنتی اکسیدانی اضافه کردن ترکیبات مانند N-acetylcysteine، ویتامین E یا پیش نویس های گلوتاتیون می تواند ROS را مسدود کرده و از تلومرها محافظت کند.
  • رسانه های با کیفیت بالا و سرم. استفاده از رسانه های تازه آماده، بی پایانتوکسین با گلوکز بهینه شده، گلوتامین و سطوح pyruvate باعث کاهش استرس متابولیک می شود. Fetal bovine سرم (FBS) تغییرات دسته ای بر روی senescence تاثیر می گذارد؛ با استفاده از فرمول های بدون سرم تعریف شده یا مکمل های کم مصرف کننده می تواند تکثیر کند.
  • [pH] و کنترل تخمک گذاری تغییرات مکرر رسانه ای با با بافر کربن شدید (استفاده از HEPES در هنگام خارج از انکوباتورهای CO2) جلوگیری از اسیدی شدن و شوک های اسمزی که باعث دستگیری می شوند.
  • پوشش های سر و صدا و ماتریس اضافی. Senescence به تأخیر می افتد زمانی که سلول ها بر بسترهایی که محیط بومی خود را تقلید می کنند -collagen، laminin یا پوشش فیبرونectin را حفظ می کنند.

برای یک پروتکل دقیق در بهینه سازی شرایط فرهنگی برای مسیرهای طولانی مدت، پروتکل های Current در زیست شناسی سلولی[[[۱۰] دستورالعمل معیارهای عملی فراهم می کند.

اصلاح ژنتیکی فراتر از Telomerase

در حالی که hTERT رایج ترین ابزار جاودانگی است، سایر مداخلات ژنتیکی می توانند از طریق مسیرهای مکمل با بی اعتنایی مقابله کنند:

  • [[ویرایش] [[ویرایش] [[ویرایش] [[ویرایش]] [[[ویرایش]]] [[[ویرایش]]] [FLT=] [FLT3]] [F[x]]] [xiv]]] [b] [2]]] [F2] [F] [F2] [F] [F2] [F2] [F] [F2] [2] [2] [2]] [2] [2]] [F2 ] [2 ] [2 ] [2 ] [2 ] [2 ] [2 ] [2 ] [F] [2 ] [2 ] [2 ] [2 ] [2 ] [2 ] [2 ] [2 ] [2 ] [2 ] [2 ] [2 ] [2 ] [2 ] [2 ] [2 ] [2 ] [2 ] [2 ] [2 ] [2 ] [2 ] [2 ] [2 ] [2 ] [2 ] [2 ] [2 ] [2 ] [2 ] [2 ] [2 ] [2 ] [2 ] [2 ] [2 ] [2 ] [2 ] [2 ] [2
  • [[ویرایش] [۱] [۱۰] [۱] [۱۰] [[۳]]] [[۳]]] [[۳]] یا p16 با استفاده از ShellRNA یا CRISPR-i می تواند سلول ها را از روش بازداشت آزاد کند، این باید به طور محتاطانه مورد استفاده قرار گیرد زیرا ممکن است خطر تحول را افزایش دهد.
  • ] [استراتژی] / رویکرد مبتنی بر کاس9 [ ویرایش دقیق از تبلیغ کننده تلومراز یا تعمیر مسیرهای آسیب پذیری مرتبط با تلوممر در حال حاضر امکان پذیر است، به عنوان مثال، اختلال در ATM kinase می تواند آسیب های بازرسی DNA را خنثی کند، اجازه می دهد تا استراتژی های کوتاه مدت را با استفاده از سرعت تنظیم کند - اما در آن را با استفاده از ثبات مجدد ترکیب کند.

۴- مولکول های کوچک Senolytics و Senescence Reversal

به جای جلوگیری از بی حسی، برخی ترکیبات می توانند به طور انتخابی سلول های پیر را از بین ببرند یا SASP را مسدود کنند، این ها برای حفظ فرهنگ تکثیر کننده کمتر مفید هستند زیرا سلول های دستگیر شده را تمیز می کنند اما رشد را بازسازی نمی کنند.

  • [Dasatinib + quercetin] این ترکیب کاهش وزن سلول های پیر در داخل و در vitro، اما آن را به برخی از فرهنگ های اولیه سمی است.
  • رپاایسین با مهار mTOR، تجاوز به طور کلی در انواع مختلف سلول ها، SASP را کاهش می دهد و autophagy را افزایش می دهد، به طور مستقیم مانع کوتاه شدن تلوماتیک نمی شود، اما شروع دیگر نشانه های ضعف را به تعویق می اندازد.
  • Metformin [FLT1] برای اثرات ضد پیری آن شناخته شده است، متformin کاهش میتوکندری ROS و فعال سازی AMPK، در نتیجه کاهش بی حسی در سلول های بنیادی mesenchymal و پروتیانت های جانبی.
  • Resveratrol و nicotinamide riboside. این پیش نویس های NAD + افزایش فعالیت Sirtuin، که می تواند Heterochromatin و تاخیر در جداسازی اپی ژنتیک را حفظ کند.

در این میان، یک بررسی جامع از ترکیبات گیاهی در |FLT:1» (FLT:2) در مورد مصرف مواد مخدر به صورت جداگانه انجام می شود.

مدیریت روزانه عملی فرهنگ های بلند مدت

حتی با شرایط بهینه شده و ابزارهای ژنتیکی، مدیریت روزانه تعیین می کند که آیا بی احترامی در خلیج نگه داشته می شود یا خیر. دستورالعمل های عملیاتی زیر به حفظ فرهنگ های قوی کمک می کند:

  • شماره عبور را برای خطوط اولیه، cryopretain Early partition و گسترش تنها به عنوان مورد نیاز استفاده از یک سیستم ردیابی عبور (دو برابر جمعیت متوسط، نه فقط شماره عبور) برای نظارت بر طول عمر.
  • افزایش بیش از حد تاثیر گذار مهار تماس و کاهش مواد مغذی در تداخل ایجاد شکاف و تنزل، هنگامی که سلول ها به 70 تا 80٪ نفوذ، نه فراتر از آن.
  • از روش های ناهماهنگی ملایم استفاده کنید.[۱۰] قرار گرفتن در معرض تریپپسین /EDTA باید حداقل باشد.در نظر داشته باشید با استفاده از accutase یا non-enzymatic dissociation برای سلول های حساس.
  • [[ویرایش] [۱] [۱۰] [۱] [۱۰] [۱] [۱۰] [۱] [۱] [[۳]]] [[۱۰]]] [[۳]]] [[۱۰]]]] [۱۰]] [۱۰] و [FLT] [FLT] [۱۰] [FLT] [۱۰]:۵] می تواند نشانه های اولیه را تشخیص دهد.
  • بهترین شیوه ها را حفظ می کند. از رسانه های با ثبات بالا استفاده کنید (به عنوان مثال، DMSO + 90٪ FBS)، یخ زدن کنترل شده یا ظروف ایزوپروپانپلول کنترل شده، و ذخیره در فاز بخار مایع نیتروژن، قابل ذوب شدن بدون سمیت DMSO ضروری است.
  • سرم و رسانه های آزمایشی را بچ.[۱۰] قبل از متعهد شدن به چیزهای جدید، منحنی رشد را بیش از ۳-۵ بخش برای مقایسه دو برابر شدن زمان و بروز بی احترامی انجام دهید.

مسیر های آینده: رویکردهای نسل بعدی

این زمینه فراتر از فرهنگ سنتی 2D تک لایه حرکت می کند. سیستم های سه بعدی مانند ارگانوئیدها، اسیلوئیدها و فرهنگ های زیست فعال اغلب نشان می دهد که بی نظیری به تاخیر می افتد زیرا آنها در معماری و گرادیانت های مواد مغذی به زودی می توانند زباله ها را حذف کرده و به طور مداوم، کاهش استرس، علاوه، سلول های بنیادی القا شده (cPS) را به طور موثر تجزیه و تحلیل کنند.

یکی دیگر از جهت های هیجان انگیز استفاده از بیان گذرا از عوامل Yamanaka (Oct4، Sox2، Klf4، c-Myc) به طور جزئی سلول های برنامه ریزی مجدد، تنظیم مجدد سن اپی ژنتیک بدون دور زدن هویت ژنتیکی، نشان داده است که بیان مختصر، چرخه ای از این عوامل باعث کاهش نشانگرهای senescence و گسترش عمر "از نو شدن آن است.

نتیجه گیری

جلوگیری از بی احترامی در فرهنگ های طولانی مدت سلولی نیازمند یک استراتژی لایه ای است که به زیست شناسی تلومراز، استرس اکسیداتیو، محیط فرهنگ و ثبات ژنتیکی می پردازد.هیچ راه حل واحدی به طور جهانی کار نمی کند؛ بهترین نتایج حاصل از ترکیب فعال سازی تلومراز (از طریق hTERT) با شرایط کم اکسیژن بهینه شده، رسانه های با کیفیت بالا، مدیریت ملایم و دانشمندان باید به طور منظم استفاده از سلول های پیوند و یا روش های زیست شناختی را به عنوان روش های کارکردی.