인간 정상 섬유아세포는 배양하였을 때 무한히 분열하지 않고 제한된 수의 세포분열을 한 뒤에 세포노화 (replicative senescence)에 들어가게 된다. 세포배양을 통해 노화된 세포에서는 세포의 크기, lysotracker signal, 라이소좀의 단백질, ROS, β-galactosidase activity (pH 6.0) 등이 증가해 있는 것으로 알려져 있다. 그리고 세포노화의 표지로 알려진 senescence-associated (...
인간 정상 섬유아세포는 배양하였을 때 무한히 분열하지 않고 제한된 수의 세포분열을 한 뒤에 세포노화 (replicative senescence)에 들어가게 된다. 세포배양을 통해 노화된 세포에서는 세포의 크기, lysotracker signal, 라이소좀의 단백질, ROS, β-galactosidase activity (pH 6.0) 등이 증가해 있는 것으로 알려져 있다. 그리고 세포노화의 표지로 알려진 senescence-associated (SA) β-galactosidase activity는 노화된 세포에서 라이소좀의 β-galactosidase의 발현이 증가하여 나타나는 것이며, 또한 노인의 조직에서도 양성으로 나타나는 것이 보고되었다. 그러나 그 이후 SA β-galactosidase activity가 노인의 조직의 표지로도 사용될 수 있는지에 대해서는 많은 논란이 있어왔다. 그리고 노화된 개체에서 얻은 세포의 노화 상태에서는 SA β-galactosidase activity나 lysosome, ROS의 수준이 어떠한지 밝혀지지 않았다. 따라서 본 논문에서는 신생아와 노인(75, 87세)에게서 얻은 섬유아세포의 노화 상태에서의 생화학적인 형질을 비교 연구해 보았다. 87세 노인의 세포는 신생아의 세포와 유사한 특징-SA β-galactosidase activity, lysosome, ROS 수준-을 나타내었다. 하지만 75세 노인의 세포는 신생아의 세포와는 다른 특징을 나타내었다. 75세 노인세포의 초기passage 에서는 lysotracker signal이 신생아세포에 비해서 훨씬 높은 상태였으며, 신생아세포가 passage가 증가함에 따라 lysotracker signal이 증가하는 반면 75세 세포는 lysotracker signal이 오히려 감소하였다. 더욱이 75세의 세포가 노화된 상태에서는 신생아의 노화된 세포와 매우 대조적으로 SA β-galactosidase activity를 보이지 않았다. 하지만 75세의 노화된 세포는 pH 4.5에서는 신생아의 세포와 비슷한 수준의 β-galactosidase 활성을 나타내었다. ROS수준에서는 신생아의 세포가 노화상태에 들어감에 따라 ROS가 증가하지만, 75세의 세포는 passage가 증가하여도 hydroxyl radical을 매우 낮은 수준으로 유지하고 있음을 알 수 있었다. 그리고 75세 세포를 노화를 유도하였을 때 hydroxyl radical의 증가와 함께 SA β-galactosidase activity도 약간 증가하였다. 이 결과들은 SA β-galactosidase activity에서의 차이로 세포 제공자의 나이를 알 수는 없다는 것을 제시해주며, lysosome의 양과 더불어 ROS의 수준이 SA β-galactosidase activity에 영향을 준다는 것을 나타내준다. 그리고 노인세포는 신생아의 세포가 passage에 따라 변화하는 것과 같은 양상을 띄지만은 않으며, 다른 양상으로 변화하는 경우도 있음을 알 수 있다.
인간 정상 섬유아세포는 배양하였을 때 무한히 분열하지 않고 제한된 수의 세포분열을 한 뒤에 세포노화 (replicative senescence)에 들어가게 된다. 세포배양을 통해 노화된 세포에서는 세포의 크기, lysotracker signal, 라이소좀의 단백질, ROS, β-galactosidase activity (pH 6.0) 등이 증가해 있는 것으로 알려져 있다. 그리고 세포노화의 표지로 알려진 senescence-associated (SA) β-galactosidase activity는 노화된 세포에서 라이소좀의 β-galactosidase의 발현이 증가하여 나타나는 것이며, 또한 노인의 조직에서도 양성으로 나타나는 것이 보고되었다. 그러나 그 이후 SA β-galactosidase activity가 노인의 조직의 표지로도 사용될 수 있는지에 대해서는 많은 논란이 있어왔다. 그리고 노화된 개체에서 얻은 세포의 노화 상태에서는 SA β-galactosidase activity나 lysosome, ROS의 수준이 어떠한지 밝혀지지 않았다. 따라서 본 논문에서는 신생아와 노인(75, 87세)에게서 얻은 섬유아세포의 노화 상태에서의 생화학적인 형질을 비교 연구해 보았다. 87세 노인의 세포는 신생아의 세포와 유사한 특징-SA β-galactosidase activity, lysosome, ROS 수준-을 나타내었다. 하지만 75세 노인의 세포는 신생아의 세포와는 다른 특징을 나타내었다. 75세 노인세포의 초기passage 에서는 lysotracker signal이 신생아세포에 비해서 훨씬 높은 상태였으며, 신생아세포가 passage가 증가함에 따라 lysotracker signal이 증가하는 반면 75세 세포는 lysotracker signal이 오히려 감소하였다. 더욱이 75세의 세포가 노화된 상태에서는 신생아의 노화된 세포와 매우 대조적으로 SA β-galactosidase activity를 보이지 않았다. 하지만 75세의 노화된 세포는 pH 4.5에서는 신생아의 세포와 비슷한 수준의 β-galactosidase 활성을 나타내었다. ROS수준에서는 신생아의 세포가 노화상태에 들어감에 따라 ROS가 증가하지만, 75세의 세포는 passage가 증가하여도 hydroxyl radical을 매우 낮은 수준으로 유지하고 있음을 알 수 있었다. 그리고 75세 세포를 노화를 유도하였을 때 hydroxyl radical의 증가와 함께 SA β-galactosidase activity도 약간 증가하였다. 이 결과들은 SA β-galactosidase activity에서의 차이로 세포 제공자의 나이를 알 수는 없다는 것을 제시해주며, lysosome의 양과 더불어 ROS의 수준이 SA β-galactosidase activity에 영향을 준다는 것을 나타내준다. 그리고 노인세포는 신생아의 세포가 passage에 따라 변화하는 것과 같은 양상을 띄지만은 않으며, 다른 양상으로 변화하는 경우도 있음을 알 수 있다.
Normal somatic cells proliferate for a limited number of doublings in culture and then enter an irreversible growth-arrested stage called replicative senescence. Key phenotypes of senescence include enlarged and flat cell morphology, SA β-gal activity, high-level autofluorescence, increased lysosoma...
Normal somatic cells proliferate for a limited number of doublings in culture and then enter an irreversible growth-arrested stage called replicative senescence. Key phenotypes of senescence include enlarged and flat cell morphology, SA β-gal activity, high-level autofluorescence, increased lysosomal proteins and increased ROS. SA β-gal activity has been the most extensively utilized biomarker for senescence. The SA β-gal derives from the lysosomal β-galactosidase and reflects the increased lysosomal biogenesis that commonly occurs in senescent cells. SA β-gal activity has been detected in organs of old individuals and animals. However, there are conflicting reports regarding the presence of SA β-gal activity in aged tissues. And levels of SA β-gal activity, lysosome and ROS in cells from aged donor is still not reported. In this study, changes in certain biochemical phenotypes during replicative senescence of a human fibroblast line derived from a newborn and two lines derived from aged individuals (75 and 87 years old, respectively) were compared. The senescent fibroblasts of the newborn showed an increase in cell size, the levels of lysotracker signal, lysosomal proteins, ROS and β-gal activity (pH 4.5, pH 6.0). And those from 87 years old showed similar phenotypes as the newborn fibroblasts. However, fibroblasts from 75 years old showed different patterns with cells from newborn. In the fibroblasts of 75 years old, at early-passage, lysotracker signals were substantially higher than in those of the newborn, but as cells kept passaged, the levels declined in contrast to the increase in the newborn fibroblasts. Furthermore, the senescent fibroblasts of the 75 years old expressed low SA β-gal activity, in sharp contrast to the senescent newborn fibroblasts. Although the senescent cells of the 75 years old did at pH 6.0, they showed similar levels of β-galactosidase activity at pH 4.5 as the newborn cells. In contrast, cells from 75 years old have lower levels of hydroxyl radicals than the newborn cells. And induced senescent cells from 75 years old showed increased levels of hydroxyl radicals and SA β-gal activity. These results indicate that SA β-gal activity may not change in accordance with the changes in lysosomal contents and may not be a good marker for cells aged in vivo. And increased ROS in senescent cells may be required for SA β-gal activity.
Normal somatic cells proliferate for a limited number of doublings in culture and then enter an irreversible growth-arrested stage called replicative senescence. Key phenotypes of senescence include enlarged and flat cell morphology, SA β-gal activity, high-level autofluorescence, increased lysosomal proteins and increased ROS. SA β-gal activity has been the most extensively utilized biomarker for senescence. The SA β-gal derives from the lysosomal β-galactosidase and reflects the increased lysosomal biogenesis that commonly occurs in senescent cells. SA β-gal activity has been detected in organs of old individuals and animals. However, there are conflicting reports regarding the presence of SA β-gal activity in aged tissues. And levels of SA β-gal activity, lysosome and ROS in cells from aged donor is still not reported. In this study, changes in certain biochemical phenotypes during replicative senescence of a human fibroblast line derived from a newborn and two lines derived from aged individuals (75 and 87 years old, respectively) were compared. The senescent fibroblasts of the newborn showed an increase in cell size, the levels of lysotracker signal, lysosomal proteins, ROS and β-gal activity (pH 4.5, pH 6.0). And those from 87 years old showed similar phenotypes as the newborn fibroblasts. However, fibroblasts from 75 years old showed different patterns with cells from newborn. In the fibroblasts of 75 years old, at early-passage, lysotracker signals were substantially higher than in those of the newborn, but as cells kept passaged, the levels declined in contrast to the increase in the newborn fibroblasts. Furthermore, the senescent fibroblasts of the 75 years old expressed low SA β-gal activity, in sharp contrast to the senescent newborn fibroblasts. Although the senescent cells of the 75 years old did at pH 6.0, they showed similar levels of β-galactosidase activity at pH 4.5 as the newborn cells. In contrast, cells from 75 years old have lower levels of hydroxyl radicals than the newborn cells. And induced senescent cells from 75 years old showed increased levels of hydroxyl radicals and SA β-gal activity. These results indicate that SA β-gal activity may not change in accordance with the changes in lysosomal contents and may not be a good marker for cells aged in vivo. And increased ROS in senescent cells may be required for SA β-gal activity.
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