《Developmental Cell》：Senescent cells maintain viability through adhesion-dependent fragmentation that promotes debris deposition
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细胞衰老是一种与衰老和疾病相关的稳定增殖停滞和分泌状态。研究人员发现，衰老细胞通过细胞间黏附排泌大片段，研究人员将其命名为“衰老细胞黏附片段”（SCAFs）。在包括人和小鼠细胞以及小鼠组织的多种衰老状态中均发现了SCAFs，其缺乏核物质，但含有包括受损线粒体在
细胞衰老是一种与衰老和疾病相关的稳定增殖停滞和分泌状态。研究人员发现，衰老细胞通过细胞间黏附排泌大片段，研究人员将其命名为“衰老细胞黏附片段”（SCAFs）。在包括人和小鼠细胞以及小鼠组织的多种衰老状态中均发现了SCAFs，其缺乏核物质，但含有包括受损线粒体在内的细胞器。破坏黏附连接会减少SCAFs形成，但由于无法排泌受损线粒体，会诱导衰老细胞死亡。活细胞成像和蛋白质组学表明，SCAFs最终会破裂，释放复杂的蛋白质组，包括损伤相关分子模式（DAMPs）和与神经退行性疾病相关的蛋白质。在功能上，SCAFs激活伤口愈合和癌症相关程序，促进细胞迁移和侵袭。免疫染色还揭示了衰老细胞中存在淀粉样物质，这些物质可通过碎片化排泌到外部。总而言之，这些发现确定了一种促进衰老细胞存活但也将受损的细胞内内容物排泌至外部的特征，对癌症和神经退行性病变具有潜在影响。
细胞衰老是一种与衰老和疾病相关的稳定增殖停滞状态，伴随高度活跃的衰老相关分泌表型（SASP）。尽管衰老在胚胎发育、伤口愈合中发挥生理作用，但其异常积累会导致组织老化，并与特发性肺纤维化（IPF）、阿尔茨海默病（AD）等年龄相关疾病及癌症密切相关。尽管衰老细胞内部积累了大量受损的细胞器和大分子损伤，它们仍能保持存活并抵抗细胞死亡，目前对于其如何在广泛损伤下维持存活及其促进衰老和疾病的具体机制尚不清晰。为解决这一问题，研究人员开展了一项研究，发现衰老细胞通过细胞间黏附产生并脱落大片段，将其命名为衰老细胞黏附片段（SCAFs）。该研究发现这一碎片化过程对衰老细胞存活至关重要，但最终会导致这些片段破裂，将受损的细胞内物质释放到邻近细胞和细胞外空间。这项研究揭示了一个全新的衰老细胞生物学特征，阐明了衰老细胞维持存活及与微环境互作的新机制，对理解癌症和神经退行性疾病具有重要意义。该论文发表在《Developmental Cell》。
研究人员主要采用了以下关键技术方法：将表达GFP的细胞按1:1000比例稀释到未表达GFP的细胞群体中进行活细胞延时成像和共聚焦显微镜观察；利用荧光激活细胞分选（FACS）分离SCAFs并结合质谱（MS）进行蛋白质组学分析；通过流式细胞术和细胞免疫荧光评估细胞器分布和活性氧（ROS）水平；利用siRNA敲降技术及N-乙酰-L-半胱氨酸（NAC）处理进行机制干预；结合光镜和电子显微镜联用（CLEM）进行超微结构分析；通过RNA测序分析受体细胞的转录组变化；利用基于p16报告小鼠模型及NRasG12V质粒尾静脉注射构建体内衰老模型获取肝组织样本队列，并利用APPNL-G-F/NL-G-F小鼠模型探究淀粉样病变。
Senescent cells deposit large fragments through cell-cell adhesion
研究人员通过建立GFP稀释活细胞成像系统发现，在增殖和衰老细胞混合培养物中，衰老细胞在移动并与邻近细胞接触后分离时，会拉扯出GFP阳性长丝，最终撕裂并留下附着于邻近细胞的大片段，即SCAFs。这种碎片化是一个持续进行的过程，在辐射诱导的多种细胞模型中均能观察到SCAFs。
Senescent fragmentation is seen in vivo in OIS and aging endothelia
通过构建小鼠原癌基因诱导的衰老（OIS）肝细胞模型和利用p16报告小鼠，结合三维重建技术，研究人员证实了在体内衰老的肝细胞和老化肝脏内皮细胞中均存在与衰老细胞分离的SCAFs。
SCAFs contain a variety of organelles including damaged mitochondria
利用CLEM和FACS分选结合细胞离心涂片及免疫染色，研究人员发现SCAFs是无核的膜结合体，包含线粒体、内质网等多种细胞器，且特别富含具有损伤特征的线粒体，p62焦点和ROS水平升高。
Disruption of adherens junctions reduces SCAF formation but increases cell death
通过siRNA敲降黏附连接蛋白（如N-cadherin和p120 catenin），SCAFs形成显著减少，但同时导致衰老细胞死亡增加，原因是受损线粒体无法被排泌而大量积累。使用ROS清除剂NAC减轻线粒体损伤后，SCAF形成减少；且在NAC处理下敲降黏附连接蛋白不再诱导细胞死亡，表明线粒体损伤是SCAF形成的诱导因素，而SCAF通过排泌受损细胞器促进细胞存活。此外，ESCRT-III家族成员CHMP1B也参与SCAF形成。
SCAFs ultimately release their intracellular content, creating cellular debris
延时成像和利用L-高丙基甘氨酸（L-HPG）标记新生蛋白质的研究表明，分离的SCAFs在培养中最终会破裂，将其内容物释放到邻近细胞表面和细胞外空间，形成细胞碎片沉积。
The protein content of SCAFs includes DAMPs
通过对分选的SCAFs进行质谱分析，发现其蛋白质组包含多种损伤相关分子模式（DAMPs），如钙网织蛋白、组蛋白和热休克蛋白等，以及与神经退行性疾病相关的蛋白质。
SCAFs activate cell migration and proliferation in normal and cancer cells
将SCAFs加入增殖细胞后进行RNA测序和功能实验，结果表明SCAFs暴露能显著上调细胞增殖、迁移和侵袭相关基因，激活伤口愈合和癌症相关通路。SCAFs处理不仅增加了成纤维细胞和巨噬细胞的迁移，还促进了肝癌细胞在三维基质中的侵袭。
Analysis of SCAFs reveal that senescent cells accumulate amyloid
深入分析SCAF蛋白质组发现其与神经退行性疾病密切相关，包含MFG-E8等淀粉样蛋白前体。免疫染色显示，在多种衰老细胞中MFG-E8和预折叠淀粉样寡聚体积累增加。在APPNL-G-F/NL-G-F阿尔茨海默病小鼠模型中，衰老诱导进一步加剧了淀粉样物质的积累。更重要的是，SCAFs中也含有淀粉样物质，表明衰老细胞可通过SCAF形成和破裂将细胞内淀粉样物质排泌到细胞外。
在讨论部分，研究人员总结指出，碎片化是衰老细胞一个未被认识的新特征，SCAFs可能作为衰老细胞的额外标志物。SCAFs源于衰老细胞与邻近细胞间由黏附连接介导的持久黏附，揭示了衰老细胞并非静态而是高度动态的过程。SCAFs包含受损细胞器，特别是受损线粒体，介导其排泌是衰老细胞维持损伤在可耐受范围内以促进存活的机制。此外，SCAFs破裂释放的复杂蛋白质组中富含DAMPs，可激活细胞的增殖、迁移和侵袭，招募免疫细胞，这可能直接驱动了与衰老相关慢性无菌性炎症。研究还发现了SCAFs与神经退行性疾病的强关联，衰老细胞通过SCAF释放预折叠淀粉样寡聚体，可能参与了淀粉样斑块的播种或神经元损伤。最后，SCAFs在OIS和治疗诱导的衰老细胞中产生，能激活肿瘤进展通路，提示其在肿瘤发生和侵袭中的潜在作用。总之，SCAFs的识别揭示了衰老细胞生物学及其与微环境互作的新机制，衰老细胞通过SCAFs维持自身存活的同时，将受损的细胞内物质排泌至外部，对衰老、癌症和神经退行性疾病具有广泛的不利影响。
