细胞衰老定义为不可逆的细胞周期阻滞。研究发现细胞衰老在多种生物学过程如肿瘤发生,机体衰老和胚胎发育中起重要作用。参与调控细胞衰老的因素复杂多样,越来越多的证据表明衰老细胞发生了显著的代谢改变以及细胞代谢的中间产物在衰老过程中发挥重要作用,但是线粒体功能及代谢与衰老之间的关系依然大部分未知。本课题以人成纤维细胞为实验对象,分别通过阿霉素给药模拟肿瘤抑制治疗药物引起的细胞衰老和细胞连续传代导致的复制性衰老为体外模型研究细胞衰老。实验发现在以上两种细胞衰老过程中,衰老细胞胞内和线粒体内的氧化应激增强,并伴随发生线粒体形态改变和功能亢进,而细胞的代谢率也随之升高。随着细胞衰老进入晚期,我们发现衰老细胞的线粒体膜电位发生去极化,细胞随之发生凋亡。我们的结果表明,细胞衰老过程中,伴发胞内和线粒体内高氧化应激,同时线粒体发生形态改变和功能亢进,且细胞代谢率升高。而随着衰老进入晚期,线粒体也在推动细胞命运从衰老到凋亡的转变中起到了关键作用。为进一步研究代谢与细胞衰老之间的关系,我们集中研究了糖酵解通路最终步骤：使磷酸烯醇丙酮酸(Phosphoenolpyruvate, PEP)转变为丙酮酸的催化酶-丙酮酸激酶与人成纤维细胞衰老的关系。我们发现,敲降丙酮酸激酶会引起人成纤维细胞发生明显衰老,同时伴有代谢率升高的现象。在人成纤维细胞中过表达小鼠M1或M2型丙酮酸激酶能够逆转细胞的高代谢,但并不能减轻细胞的衰老表型。据此我们认为,细胞衰老过程中伴随着代谢改变,但代谢可能并不一定是细胞衰老发生的决定性因素。细胞衰老在多种生物过程中起着重要的作用。但是,缺乏特异性的方法来鉴定和分离活的衰老细胞阻碍我们对其发生机制的精确了解。利用细胞衰老发生的细胞周期阻滞原理,我们利用联合荧光泛素化细胞周期指示技术(fluorescent ubiquitination-based cell cycle indicator, FUCCI)分选活的衰老细胞。HIFF细胞经阿霉素处理后阻滞在S/G2/M期,携带了mAG-hGeminin报告质粒的HFF细胞可以使处于S/G2/M期的细胞呈现GFP阳性。 通过分选GFP+和GFP-细胞后做进一步的细胞衰老鉴定发现GFP+细胞富集更多的衰老细胞。我们的研究开发了一种新的方法来鉴定和分离活的衰老细胞,为研究细胞衰老提供了新的工具。