【研究背景】绝大多数正常细胞被认为仅有有限的分裂能力,在不能分裂后就进入衰老(senescence)状态。此时细胞仍然是存活的,但是细胞基因和蛋白的表达均发生了很大变化。细胞衰老又称老化,既不同于损伤诱导的细胞休眠,也不同于细胞生长接触抑制所表现的细胞周期停滞,是一种缓慢的、由一系列基因操控的细胞死亡过程,且老化的细胞不能用常规的刺激再次诱导其分裂。老化的细胞通常表现为体积增大,pH 6.0时表达高酶活性的β-半乳糖苷酶。细胞衰老不同于凋亡,主要是以不可逆的细胞周期抑制为特点,被认为是生物体重要的肿瘤预防机制,同时也是生物体老化(aging)的一种原因。在细胞生长的周期中,细胞会经历多种形式的生物、化学及物理应激,导致细胞死亡或致癌性转化。同时,细胞内存在不同的损伤修复机制来应对这些损伤因素,其中主要包括凋亡和衰老。细胞老化可由多种内外源性刺激引发,包括端粒的功能障碍,癌基因的激活以及抑癌基因的失活等,但其主导机制仍然不十分清楚。细胞老化作为一种不可逆的生长抑制现象,能够防止肿瘤细胞或非正常细胞的进一步生长,对抗永生化细胞的无限增殖能力而对机体起到保护作用。对细胞老化的信号传导通路及其调节因子等方面的深入研究可能为肿瘤等重大疾病的预防和治疗提供帮助。【目的】1.探讨恶性肿瘤细胞系是否普遍存在自发性老化现象;2.研究恶性肿瘤细胞系老化现象的分子机制。【方法】1.随机选取10种恶性肿瘤细胞系进行相关检测;2.应用老化相关半乳糖苷酶(SA-β-gal)染色检测10种恶性肿瘤细胞系中SA-β-gal的表达情况;3.检测血清剥夺24 h后10种恶性肿瘤细胞系中SA-β-gal的表达情况;4.应用免疫荧光染色法分析恶性肿瘤细胞系中PTEN基因的表达以及血清剥夺前后该基因的表达变化;5.应用miRNA芯片检测血清剥夺24 h前后miRNAs的变化,筛选老化相关的miRNAs。【结果】1.在未经诱导处理且处于对数生长期的10种恶性肿瘤细胞系中,均发现有SA-β-gal阳性表达的细胞。但不同细胞系中,SA-β-gal阳性的老化细胞所占比例明显不同,最高为HepG2细胞系(3.69 %),最低为HeLa细胞系(0.65 %)(F =13.006,P = 0.000);2. SA-β-gal阳性的老化细胞不都是多倍体细胞;3.给予无血清培养液饥饿24 h后,老化细胞数目明显增加(P =0.001);4. PTEN的表达模式与SA-β-gal的一种表达模式相似,可仅出现在个别体积较大的细胞中,并且血清剥夺后其阳性细胞数量明显增加;5.血清剥夺24 h后,多种miRNAs的表达发生了改变,其中hsa-miR-320的表达在H929和MCF7两种恶性肿瘤细胞系中均明显上调。【结论】1.恶性肿瘤细胞系普遍存在自发性老化现象,但其水平明显不同(F =13.006 ,P = 0.000);2.老化细胞并不一定都是文献报道的多倍体细胞,部分老化细胞的形态并不发生明显变化,甚至可变圆、变小;3.血清剥夺可以有效地诱导体外培养的恶性肿瘤细胞系老化(P = 0.001);4.恶性肿瘤细胞的老化可能与PTEN基因的表达有一定相关性;5. hsa-miR-320可能参与了恶性肿瘤细胞系的老化过程。