揭秘细胞衰老密码：6大核心标志物与TSA多重检测技术

        细胞衰老（Cellular Senescence）是一种由持续性应激刺激诱导产生的细胞状态的永久转变，其主要特征包括细胞结构改变、不可逆的细胞周期停滞、以及衰老相关分泌表型（SASP）的增强。衰老细胞涉及到多种重要的生命活动，具有多种生物学功能，机体衰老、慢性炎症、肿瘤发生、组织损伤修复以及多种年龄相关疾病的发展均直接涉及细胞衰老这一生命活动。随着对细胞衰老的研究逐渐深入，越来越多的可以用来判断细胞衰老的标志物被发现，涵盖了从细胞周期到端粒损伤等一系列领域。

常见的细胞衰老检测指标，图片来自该文献：

Ogrodnik M, Carlos Acosta J, Adams P, et al. Guidelines for minimal information on cellular senescence experimentation in vivo. Cell, 187, 4150-4175

然而，由于不同组织、不同细胞类型中的衰老表型存在明显异质性，目前尚不存在能够单独定义细胞衰老的特异性标志物。缺乏特异性强且应用广泛的标志物使得在组织和活体生物中识别衰老细胞变得非常困难。不仅如此，部分细胞衰老相关标志物的表达量低，检测难度大，这也为细胞衰老的研究带来了另一层挑战。

随着TSA-mIHC技术的应用，人们获得了一种可以检测低丰度蛋白空间信息的重要方法。但这仅仅只是第一步，通过TSA技术研究细胞衰老，首先必须要清楚，哪些关键指标更适合通过TSA进行检测。

一、细胞周期阻滞指标：p16、p21和p53

细胞周期阻滞是衰老细胞的一大重要特征。其中p16通过激活RB通路，使细胞长期停留在G1期，无法进入S期，从而造成不可逆性衰老；p53和p21则主要在DNA受损、端粒功能障碍，或出现癌基因被异常激活的时候发挥其功能，其中p53维持DNA损伤信号，p21则在接收到信号后阻止细胞分裂。

需要说明的是，p21和p53并非衰老细胞特有的细胞周期阻滞因子，但它们多数时候可以作为细胞衰老的早期标志，通过和衰老稳定期标志的p16联用，可以更加全面地判断细胞是否真正进入衰老状态。

二、核膜结构改变指标：Lamin B1

细胞衰老不仅表现为功能改变，同时伴随明显的核结构变化。其中Lamin B1作为一种核纤层蛋白，在维持核膜完整性、稳定染色质结构、调节基因表达等方面均起到一定作用。

研究发现，衰老细胞中Lamin B1水平明显下降，这是核膜侵蚀的重要表现，同时伴随核纤层稳定性的降低以及衰老相关染色质结构的形成。这些均说明细胞衰老会导致核膜相关成分减少，而Lamin B1表达水平的降低可以从核膜结构的层面提供细胞衰老相关的证据。

三、衰老相关警报因子：HMGB1

在组织受到应激或内源性损伤后，警报因子会迅速从细胞中释放。HMGB1是一种和衰老相关的警报因子，正常状态下作为一种结构性染色质结合因子，与组蛋白和转录因子相互作用；在应激状态下，HMGB1会迅速转移至细胞质，并分泌到胞外空间。

但是，作为一种警报因子，HMGB1的分泌可能是多种因素造成的，细胞凋亡或坏死也同样可能触发HMGB1的分泌。因此，尽管HMGB1 从细胞核释放是衰老诱导的早期标志，但无法作为判断细胞衰老的唯一标志物，需要和其他指标共同检测。

四、DNA损伤指标：53BP1

衰老细胞会积累多种不同形式的大分子损伤，其中未修复的DNA损伤已经成为衰老细胞的一个重要标志，而这种未被修复的DNA损伤会持续激活衰老相关因子的持续表达，同时造成持续性的细胞周期阻滞。

当DNA发生损伤时，γ-H2A.X会在受损处率先积累，提示细胞DNA出现损伤；随后53BP1被募集到受损处，提示DNA损伤修复平台已经形成，并促进受损DNA的非同源末端连接。但DNA损伤也可能通过其他方式产生，因此γ-H2A.X和53BP1只能作为细胞衰老的辅助指标。

事实上，细胞衰老是多种不同机制共同导致的结果，截止目前，暂不存在可以判断细胞衰老的唯一标志物，因此，通过对细胞衰老在不同方面的特征进行多指标联合检测仍然是必要的。部分研究细胞衰老的文献建议，在研究细胞衰老相关问题的时候，p16和p21必须至少选择其中一个参与检测，并且参与检测的衰老标志物不能少于3个。

在其中，可以作为判断细胞衰老的部分标志物有很多，但p16、p21、p53、Lamin B1、HMGB1、53BP1这几种常用的衰老标志物表达丰度很低，且存在部分重要指标，因此很适合作为TSA靶标来使用。

TSA和传统IF对部分低表达丰度衰老指标检测的对比效果，图片来自该文献：

Wu, F., Zheng, S., Chen, Y. et al. iCLAP: an innovative method for integrable co-detection of low-abundance antigens with high-plex immunostaining. Nat Commun 17, 3104 (2026). https://doi.org/10.1038/s41467-026-69752-y

为什么不选择传统的免疫荧光检测？

传统免疫荧光结果中的荧光信号较弱，很难检测到低丰度蛋白的荧光信号，但细胞衰老的核心标志物中有相当一部分都不具有高表达的特性，即使细胞已经处于衰老状态，也很难通过传统的免疫荧光确定其是否在细胞中表达，这些标志物的空间结构就更难被获取了。

长期以来，对这些低丰度衰老标志物的研究都只停留在表层，对于它们在细胞内的具体时空分布仍然不甚明朗。传统免疫荧光无法提供精确的空间信号，因而无法为这类研究提供涉及到更多相关细节的帮助。

TSA-mIHC如何提供比传统免疫荧光更优质的结果？

借助TSA放大机制，在TSA-mIHC实验中，低丰度蛋白的荧光信号也可以放大到可被检测的强度，高表达区域的荧光信号也更有层次。

TSA不怕非特异性干扰，得益于精准的位点封闭和迭代染色的流程，TSA几乎不产生荧光背景，有力保障了待检测的靶标信号在细胞内空间信息的清晰度。

TSA通过位点饱和封闭和迭代染色技术，突破了传统免疫荧光抗体的种属限制，不仅解决了抗体适配的问题，同时也为超多标TSA染色提供了技术上的基础。  

通过TSA-mIHC技术，研究者可以彻底摆脱传统检测的碎片化局限，直观构建出完整的细胞衰老相关因子的地图网络，从而为衰老因子的研究提供更精准的助力。

为什么选择恩玑生命的TSA-mIHC试剂盒？

恩玑生命深耕TSA技术多年，经验丰富，可以提供1对1的全流程专业技术支持，为TSA实验保驾护航。

恩玑生命的试剂盒追求一站式解决，除了一抗需要自己准备外，其余的所有试剂组分均可在试剂盒中找到。

恩玑生命自研温和抗体洗脱液，确保在实验过程中抗原和荧光信号不会因洗脱而丢失，尽可能保留抗原信号。

恩玑生命的试剂盒可通用不同样本，石蜡切片、冰冻切片、细胞爬片、细胞涂片、类器官等组织样本均能适用。