【前沿透视】Cell重磅！多国学者就细胞衰⽼及其⽣物标志物达成共识翻译 By 晓燕⼩熊⼩杨
“健康衰⽼”近年逐渐成为⼤众和科研⼯作者关注和研究的热点，衰⽼及相关疾病已成为困扰⼈民
和国家社会保障的⼀⼤难题。据国家统计局数据，2018年，我国65岁及以上⼈⼝⽐重已达
11.9%，⼈⼝⽼龄化程度持续加剧。这⼤⼤增加了劳动年龄⼈⼝的压⼒，同时也给我国社会保
障、经济发展带来了巨⼤的挑战。细胞是机体组织器官最基本的单元，因此想要解决健康衰⽼
的难题，我们⾸先要探究细胞内部的染⾊质、线粒体、各种⼤分⼦以及代谢等在衰⽼过程中会
有怎样的变化，以及我们该如何鉴别他们的变化。对于以上的问题，来⾃不同学科的研究者们
有着不同的理解，同时由于实验条件等⽅⾯的不同，研究者们对于衰⽼细胞的评价也存在着差
异。这严重阻碍了衰⽼领域的研究。因此，学者们急需对细胞衰⽼的特征与⽣物标志物达成共
识。
2019年10⽉31⽇，来⾃美国、法国、英国、德国、以⾊列等国家的衰⽼研究者们所成⽴的“国际
细胞衰⽼学会”（International Cell Senescence Association, ICSA）就细胞衰⽼的特征与⽣物
标志物达成共识。Vassilis Gorgoulis教授等作为共同通讯作者在Cell上发表题为“Cellular
Senescence: Defining a Path Forward”的⽂章，介绍了共识的内容，主要包括细胞衰⽼的定
义、特征、现阶段的检测技术及⾯临的挑战等。
Vassilis Gorgoulis教授
细胞衰⽼：诠释今后的研究道路
摘要
细胞衰⽼（Cellular senescence）是⼀种细胞状态，与多种⽣理过程及衰⽼相关疾病密切相
关。近年来，⼈们对以细胞衰⽼为靶点来改善健康、衰⽼相关疾病（即衰⽼细胞清除疗
法）越来越感兴趣，⽽准确清除衰⽼细胞是这⼀疗法的关键点。在此，我们与国际细胞衰⽼协
会（the International Cell Senescence, ICSA）提出⼀个共识，定义并讨论了衰⽼过程中的关键
细胞及分⼦特征，同时还给出了如何使⽤这些⽣物标记物的建议。此外，我们开发了⼀个资源
⼯具-SeneQuest （Senequest），以帮助确定衰⽼相关基因，也提出了⼀种可以在培
养的细胞及体内准确评估和量化衰⽼的算法。
细胞衰⽼：连接⽣与死
⽣理或应激信号刺激细胞，改变细胞状态，并最终影响组织稳态及个体健康。然⽽，⽣理和应
激信号导致的结果是不同的，受信号特征（类型、⼤⼩和持续时间）、时空和细胞应答能⼒等
因素影响。细胞在受到潜在损伤压⼒时，损伤可被修复，细胞能够恢复结构和功能的完整性。
但当损伤不可逆转时，细胞就会激活死亡机制以减弱对组织的损伤。除此之外，当细胞⾯临不
可逆转的损伤时，也可以转化为另⼀种有利于⽣存的状态，但通常会伴随着永久性的结构和功
能的改变。例如，细胞可以转变为衰⽼状态（细胞保持活性但不增殖)，细胞衰⽼状态不同于细
胞G0期静息状态及终末分化状态。“细胞衰⽼”⼀词来源于拉丁语 “senex”，意为”年⽼的“，并在
1961年由Hayflick及其同事⾸次正式描述。细胞衰⽼这⼀现象最初是在有限次分裂（Hayflick
limit）后停⽌增殖的正常⼆倍体细胞中观察到的。后来，研究者们证实这种现象是由端粒缩短造
成的（详见“细胞周期停滞”章节）。
细胞衰⽼被认为是对多种压⼒信号的反应，包括：暴露于遗传毒性剂、营养缺乏、缺氧、线粒
体功能障碍及原癌基因激活等（表1）。在过去⼗年间，不断改进的实验⼯具及⼩⿏模型的建⽴
都⼤⼤扩宽了我们对衰⽼细胞起因及表型的认识。然⽽，⽬前业界关于衰⽼细胞的组成及典型
线形诱导标志标志还没有达成共识。此外，尽管细胞衰⽼与个体衰⽼密切相关，但是个体衰⽼（aging）与细
胞衰⽼（senescence）的意义是不同的。在个体发育的各个阶段都存在⼤量诱导衰⽼信号（包
括不依赖于端粒缩短的信号），因此，细胞衰⽼贯穿整个⽣命周期，包括胚胎发⽣期（细胞衰
⽼发挥着促进组织发育的作⽤）及成年期（细胞衰⽼在此阶段发挥着阻⽌损伤细胞扩增，促进
组织修复及增强肿瘤抑制的作⽤）。因此，细胞衰⽼可能是进化中多种因素相互拮抗的⼀个例
⼦，也可能是⼀种既具有有益影响，⼜具有有害影响的细胞程序。在此，我们阐述了细胞衰⽼
的⼏个特性，包括（1）细胞衰⽼的关键特征、（2）衰⽼的综合定义、（3）鉴定衰⽼细胞的⽅
法、（4）衰⽼细胞在⽣理和病理过程中的作⽤，为开发新的策略奠定基础。
表1.引发衰⽼的因素
细胞衰⽼的定义及特性
细胞衰⽼是⼀种由压⼒信号刺激产⽣，存在于特定⽣理过程的细胞状态，具有典型的细胞周期停滞、衰⽼相关分泌表型、⼤分⼦损伤及代谢紊乱特征（表1）。这些特征相互联系（图1）。下⾯将分别详细描述这些特征。
图 1. 细胞衰⽼标志表型。衰⽼细胞表现出以下四个相互关联的特征：（1）细胞周期停滞；（2）⼤分⼦损伤；（3）衰⽼相关分泌表型（SASP）；（4）代谢紊乱（详见正⽂）。
细胞周期停滞
衰⽼细胞的⼀个共同特征是不可逆转的细胞周期停滞，可能是由有害刺激或异常增殖引起的警报反应。
这种细胞周期停滞与细胞静息状态和终末分化均不同。细胞静息状态是⼀个暂时的停滞状态，当合适的刺激存在时，细胞会重新进⼊增值状态。终末分化是细胞为获得特定的功能所进⼊的状态，并伴随着持久的细胞周期停滞，但其介导途径与细胞衰⽼途径不同（图2）。与之相反，衰⽼细胞会获得⼀种新的表型，虽然衰⽼细胞周期停滞通常是不可逆转的，但在某些特殊情况下，特别是在肿瘤细胞中，细胞可以重新进⼊细胞周期（图2）。
在哺乳动物细胞中，视⽹膜母细胞瘤蛋⽩（Retinoblastoma, RB）家族和p53蛋⽩对于衰⽼细胞周期停滞⾄关重要。RB1和其家族成员p107（RBL1）、p130（RBL2）可以被特定的细胞周期素依赖性激酶（Cyclin-Dependent Kinases, CDKs: CDK4, CDK6, CDK2）磷酸化。其磷酸化可以减弱RB家族抑制E2F家族转录激活因⼦的活性。然⽽，在衰⽼细胞中，CDK2的抑制因⼦p21 WAF/Cip1（CDKN1A）和CDK4/6的抑制因⼦p16INK4A（CDKN2A）会发⽣积累。这种积累促使RB家族蛋⽩持续活化，抑制E2F的反式激活，从⽽导致⽆法逆转的细胞周期停滞，即使RB家族蛋⽩或p53随后被失活，这种细胞周期停滞也很难得到逆转。细胞周期停滞的持久性是通过
E2F（转录因⼦，调控细胞周期蛋⽩E和A）靶基因的异染⾊质化、衰⽼细胞分泌的细胞因⼦及持续性的活性氧(Reactive Oxygen Species, ROS)产⽣实现的。值得注意的是，在衰⽼的⼩⿏细胞中，p16INK4A基因位点的另⼀种阅读框蛋⽩ARF (Alternate Reading Frame)也在调节细胞周期停滞中起着重要作⽤。
衰⽼细胞周期停滞的其他特征包括核糖体⽣物发⽣缺陷和反转录转座⼦的去抑制。然⽽，准确的细胞周期停滞相关标记还没有发现。例如，RB和p53的蛋⽩激活也发⽣在其它形式的细胞周期停滞中。即使是相对特异的衰⽼相关标记—p16INK4A也会在特定的⾮衰⽼细胞中表达，且并不是在所有衰⽼细胞中都表达。因此，检测衰⽼相关的细胞周期停滞需要量化多种因素和特征。
图 2. 衰⽼细胞、静息状态细胞和终末分化细胞的细胞周期停滞。图中显⽰了细胞周期停滞在可逆性、激活信号（见正⽂）、分泌功能和⼤分⼦损伤等⽅⾯的差异，这些差异可⽤来区分这些细胞状态。⼤分⼦损伤是衰⽼的共同特征，⽽分泌则是衰⽼所共有的另⼀个的特征，有时（环境依赖性）也在分化状态有发现。细胞周期停滞被认为在衰⽼和终末分化的过程中是不可逆的，但细胞在某些条件下也会重新进⼊细胞周期。绿⾊字体：激活和/或存在，红⾊字体：抑制和/或不存在。箭头表⽰细胞状态之间的联系。
分泌表型
衰⽼细胞会分泌⼤量的因⼦，包括促炎细胞因⼦和趋化因⼦、⽣长调节剂、⾎管⽣成因⼦和基质⾦属蛋⽩酶（Matrix Metalloproteinases, MMPs），统称为衰⽼相关分泌表型（Senescent Associated Secretory Phenotype, SASP）或衰⽼信息分泌组（Senescence Messaging Secretome, SMS）（图1；表2）。SASP是衰⽼细胞的标志之⼀，它介导了许多衰⽼细胞的病理⽣理效应。例如，SASP可以
以⾃分泌和旁分泌的⽅式增强和传播衰⽼，激活免疫系统清除衰⽼细胞。SASP因⼦可以参与细胞衰⽼，伤⼝愈合，组织可塑性过程，同时也会造成持续的慢性炎症（即“发炎”）。因此，SASP对于细胞会产⽣有害的、促衰⽼的作⽤。此外，SASP可以招募未成熟的免疫抑制性髓样细胞到前列腺和肝脏肿瘤中，并通过驱动⾎管⽣成刺激肿瘤的发⽣和转移。
衰⽼细胞周期停滞受p53和p16INK4A/RB抑癌途径调控，⽽SASP则受增强⼦重塑和转录因⼦激活的调控，如NF-κB、C/EBPβ、GATA4、雷帕霉素哺乳动物靶点（Mammalian target of rapamycin, mTOR）和p38-MAPK信号途径。不同的衰⽼诱导因⼦可以通过多种上游信号通路激活SASP，包括DNA损伤、激活1型⼲扰素应答的细胞质染⾊质⽚段（Cytoplasmic Chromatin Fragments, CCFs）、激活炎性⼩体的损伤相关分⼦模式（Damage-Associated Molecular Patterns, DAMPs）。
根据衰⽼持续时间、促衰⽼刺激源和细胞类型的不同，SASP的组成和程度也会有很⼤差异。此外，单细胞RNA测序表明不同细胞间SASP的表达量也有明显异质性。例如，从早期转化⽣长因⼦β（TGF-β）依赖性分泌蛋⽩到促炎分泌蛋⽩的转变受Notch1活性的控制。此外，作为较为
晚期SASP的事件，1型⼲扰素反应在⼀定程度上是由于LINE-1逆转录转座元件的去抑制所致。衰⽼细胞也可以通过旁分泌NOTCH/JAG1信号通路、活性氧（ROS）释放、细胞质桥和胞外囊泡（如外泌体），与微环境进⾏交流。总的来说，在每个⽣物背景下定义衰⽼分泌组将有助于确定衰⽼相关分⼦特征。
⼤分⼦损伤
01
DNA 损伤
细胞衰⽼所体现出的第⼀个分⼦表征是端粒的缩短，主导原因为DNA末端复制出现“障碍”。端粒是在染⾊体末端的末端环中发现的，由端粒蛋⽩复合体稳定的重复DNA结构。这种结构使得端粒⽆法被DNA损伤应答（DNA Damage Response, DDR）和双链DNA断裂（Double-Strand DNA break, DSB）修复途径识别。端粒酶能够维持端粒的长度，在⼤多数正常的体细胞（⾮⼲细胞）中并没有表达，⽽⼤多数已经越过衰⽼这⼀进程的癌细胞中却有表达。此外，正常细胞端粒酶活性的重新激活能够延长端粒长度并增强其在培养中的传代能⼒。
端粒长度会随着细胞增殖逐渐缩短，导致端粒DNA环的结构稳定性丧失以致端粒结构破坏，端粒功能障碍致病灶（Telomere Dysfunction-Induced Foci, TIFs），激活DNA损伤应答，最终阻滞细胞周期，同时也可以通过抑制或突变参与端粒维持的基因达到⼀样的结果。端粒相关病灶（Telomere-Associated Foci, TAFs）是另⼀种形式的DNA损伤，由端粒G端重复序列的DNA氧化损伤导致，且其在端粒中的发⽣不因端粒长度或染⾊体丢失的情况⽽改变。
尽管衰⽼细胞中近⼀半DNA的持续损伤都集中在端粒上，其他亚细胞毒性带来的损伤压⼒也可以通过诱导不可修复的DNA损伤来导致细胞衰⽼（图1）。许多基因毒性物质，包括辐射（电离和紫外线）、药物因⼦（如某些化疗药物）和氧化应激均可导致细胞衰⽼。此外，致癌基因的激活可作为⼀种肿瘤抑制反应导致细胞衰⽼，称为癌基因诱导的细胞衰⽼（即Oncogenes Induced Senescence, OIS），从⽽抑制潜在癌变细胞的失控增殖。OIS通常由CDKN2A位点编码的肿瘤抑制因⼦p16INK4A和ARF介导，使细胞周期强制终⽌。然⽽，DDR在触发OIS⽅⾯也发挥了重要作⽤，这种情况的机理为：致癌基因驱动的过度增殖，使得损坏的复制叉出现损伤信号。最近的研究表明，在OIS过程中，DDR和ARF通路可以协同作⽤，且前者⽐后者需要的致癌负荷更低。
衰⽼细胞有持续存在的核DNA损伤灶，称为DNA-SCARSs（DNA segments with chromatin alterations reinforcing senescence）。DNA-SCARSs与瞬时损伤灶不同的是，它们与早幼粒细胞⽩⾎病（Promyelocytic Leukemian, PML）的核体特异相关，缺乏DNA修复蛋⽩RPA和RAD51以及单链DNA （ssDNA），并含有活化的形式CHK2和p53（调控DDR）。DNA-SCARSs是⼀种动态结构，可能调控衰⽼细胞包括⽣长停滞和衰⽼相关分泌表型等多个⽅⾯。然⽽，并不是所有细胞衰⽼引发的刺激都会产⽣持续的DNA损伤应答，DNA-SCARSs并不是衰⽼细胞所共有的特征。CCFs是衰⽼细胞中另⼀种类型的DNA损伤。这些CCFs激活了由cGAS-cGAMP-STING通路介导的促炎症反应，可以作为另⼀个⾮⼴谱性的衰⽼相关标记物。
02
蛋⽩质损伤
蛋⽩毒性是个体衰⽼和细胞衰⽼的标志。因此，蛋⽩质损伤有助于识别衰⽼细胞（图1）。ROS 是蛋⽩质损伤的⼀个重要来源，它能氧化蛋氨酸和半胱氨酸残基，改变蛋⽩质的折叠和功能。许多蛋⽩酪氨酸磷酸酶（Protein Tyrosine Phosphatases, PTPs）的活性部位存在的半胱氨酸残基都能够被氧化失活。这种失活可以通过激活ERK信号导致细胞衰⽼，这和激活的致癌基因的效果是类似的。在肿瘤前病变中检测到了⾼⽔平的磷酸化的ERK（p-ERK），⽽在衰⽼细胞（如⿊⾊素细胞痣和良性前列腺增⽣（Benign Prostatic Hyperplasia, BPH）等）中，p-ERK⼤量富集，这也是诱导性衰⽼的特征。识别氧化半胱氨酸的单克隆抗体可以作为PTP氧化模式的标记物。
ROS在⾦属离⼦存在时可以羰基化脯氨酸，苏氨酸，赖氨酸和精氨酸残基。蛋⽩质羰基化使得疏⽔层暴露在外，导致蛋⽩质结构的展开以及聚集。蛋⽩质羰基化残基可以利⽤抗体特异性检测。此外，羰基化残基可以与氨基反应形成希夫⽒碱（Schiff bases）促进蛋⽩质的聚集，随后与糖和脂类交联形成不溶性多聚体，称为脂褐素，源⾃希腊语“lipo”，意为“脂肪”，“fuscus”意
为“⿊⾊的”。脂褐素可使⽤⽣物素苏丹⿊B（Sudan Black B, SBB）模拟物（GL13）（在体内外衰⽼细胞的另⼀种指标），可以通过光学显微镜或组织化学⽅法在溶酶体中观察到。需要注意的是，即使
细胞分裂停⽌，损伤的积累也会继续并持续数⽉甚⾄数年。⼤多数蛋⽩质的氧化损伤是不可逆的，泛素蛋⽩酶体系统（Ubiquitin Proteasome System, UPS）或⾃噬降解往往会消除这些蛋⽩质。由于UPS和⾃噬在衰⽼细胞中的呈现激活状态，因此它们可以作为细胞衰⽼状态的表征之⼀。同样，PML体作为ROS和氧化损伤的传感器，也可以作为细胞衰⽼的⾮⼴谱
性的⽣物标志物。
表2 衰⽼相关分泌表型成分
03
脂质损伤
脂质对于细胞膜的完整性、能量的产⽣和信号转导都是必不可少的。⼀些与衰⽼相关疾病会影响脂质代谢，导致脂质结构的改变。虽然衰⽼细胞以脂质代谢变化为标志，但尚不清楚这⼀过程是如何产⽣衰⽼表型的（图1）。
在衰⽼过程中，线粒体功能紊乱可能导致ROS驱动的脂质损伤、脂质沉积以及和脂褐质的积累。除了氧化作⽤外，在衰⽼细胞中也有脂质衍⽣的醛类修饰（如4-羟基-2-壬烯醛[4-HNE]）的相关报道。
衰⽼细胞中的脂质沉积可以⽤各种商业化的染料和检测⼿段进⾏检测，也可以使⽤免疫染⾊法观察脂质相关蛋⽩（如perilipin 2）鉴定。值得注意的是，对肥胖和衰⽼⼩⿏衰⽼细胞的基因编辑或药物清除可以减少脂质在肝脏和⼤脑中的沉积。
尽管细胞衰⽼与脂质积累密切相关，但我们对其中特定脂质代谢物成分的知之甚少。脂肪酸及其前体和磷脂分解代谢物（如⼆⼗碳五烯酸酯（Eicosapentaenoate,EPA）、丙⼆酸酯、7-羟基-3-氧基-4-胆甾烯酸酯（7- HOCA）以及1-硬脂酰⽢油磷酸肌醇）在衰⽼的成纤维细胞中有所增加，⽽亚油酸酯、⼆同型亚油酸酯和10-⼗七烯酸酯则相对减少。此外，还伴随有游离胆固醇的增多，源⾃醋酸酯中的磷脂和胆固醇酯的减少以及脂肪酸合酶和硬脂酰CoA去饱和酶-1含量的下降。尽管⽬前已经有⼀些检测组织和细胞中脂质变化的⽅法，然⽽由于衰⽼相关脂质谱的⾼度变异性，这些指标作为衰⽼⽣物标志物的应⽤⼗分受限。（例如，脂质代谢产物在致癌基因诱导的衰⽼和复制性衰⽼之间就存在显著差异。）
代谢模式紊乱
01
线粒体
衰⽼细胞在线粒体功能、动⼒学和形态上表现出多种改变。衰⽼细胞中的线粒体功能减弱，表现为膜电位降低、质⼦泄漏增加、融合和分裂率降低、质量增加和三羧酸（Tricarboxylic Acid, TCA）循环代谢物种类增加。虽然衰⽼细胞中线粒体的数量可能逐渐增加，但它们产⽣ATP的能⼒似乎受到了损害。相⽐之下，虽然衰⽼细胞线粒体的呼吸功能受到损伤，但是其会产⽣更多能引起蛋⽩质和脂质损伤的ROS（参见“蛋⽩质损伤”和“脂质损伤”），同时ROS还会导致端粒的缩短以及DDR的活化。在线粒体⽣物学⽅⾯，如电⼦传递链（Electron Transport Chain, ETC）、复合物I组装、线粒体裂变率、⽣物发⽣、线粒体去⼄酰化和/或TCA周期的中断都可以导致衰⽼。衰⽼过程中AMP : ATP和ADP : ATP⽐值的改变通过激活AMPK（AMP-激活蛋⽩激酶，可以感应能量损失），⽽导致细胞周期停滞。
衰⽼过程中的线粒体功能障碍也与SASP调控有关。衰⽼细胞中的线粒体⾃噬（线粒体清除）可能对SASP也存在抑制作⽤。即使在缺乏关键促炎SASP因⼦（如IL-6和IL-8）表达的细胞中，对ETC的遗传或药理抑制仍可诱导细胞衰⽼。。NAD+/NADH⽐值在衰⽼细胞中降低，这会使聚腺苷⼆磷酸核糖聚合酶（Poly-ADP Ribose Polymerase, PARP）和sirtuins的活性发⽣改变，这两者都参与了SASP调控因⼦NF-κB的激活。
虽然⼤量的数据⽀持在体外培养的细胞中，线粒体功能的变化在衰⽼⽅⾯发挥着重要作⽤，但在体内是否⼀致尚不清楚。虽然线粒体功能障碍和氧化应激的⼩⿏模型出现了衰⽼进程加深的表型，但线粒体在体内的衰⽼细胞中的功能还没有进⾏过详细的描述。因为线粒体功能障碍同时也存在于其他细胞
过程，它并⾮仅属于细胞衰⽼的特异性标记。最后，在衰⽼和与衰⽼相关疾病中，衰⽼细胞是否导致线粒体功能受损尚不清楚。
02
溶酶体
分泌需要同时激活合成和分解代谢过程（见“分泌表型”章节）。溶酶体趋向于分解代谢过程，因为这⼀过程⽔平的提⾼会提供能量和原料，溶酶体是吞噬作⽤、内吞作⽤和⾃噬进⾏降解的最终地点。溶酶体的⽣物发⽣是受转录驱动并取决于细胞的能量或降解需求。有趣的是，当溶酶体腔内氨基酸⽔平较⾼时会引发mTOR1的募集和激活，反之亦然。此外，溶酶体与线粒体相互作⽤能保持线粒体内环境的稳定（见“线粒体”章节）。
衰⽼细胞中的溶酶体数量和⼤⼩均有增加，通过显微镜可以看到明显的胞质颗粒。逐渐增多累积的功能失调的溶酶体可能会试图使细胞通过产⽣更多的新溶酶体来平衡。因此，合成和分解代谢之间的平衡，对分泌⾄关重要。致癌基因诱导的细胞衰⽼过程⾥，这种平衡在TOR⾃噬空间耦联间隔（TOR-Autophagy Spatial-Coupling Compartment, TASCC，⾼尔基体反侧的⼀个细胞间隔，能够协调SASP因⼦的产⽣）中得到维持。
溶酶体内容物的增加并不⼀定等同于其活性增加，因为溶酶体的内容物在⾃噬的降解阶段也是减少的。因此，溶酶体-线粒体轴降解，导致线粒体更新减少，从⽽增加ROS的产⽣。随
后，ROS作⽤于包括溶酶体在内的各细胞结构，形成⼀个恶性循环，产⽣更多的损伤。溶酶体质量的增加与衰⽼相关的β-半乳糖苷酶（SA-β-gal）活性（衰⽼⽣物标志物）有关。然⽽，尽管SA-β-gal在衰⽼细胞中显著存在，但它既不是衰⽼表型的必需因素，也不是衰⽼表型的决定因素。从的⾓度来看，溶酶体室的扩⼤提供了⼀个更⼤的能⼒来捕获可质⼦化的药物，⽐如CDK4/6抑制剂帕博西尼（palbociclib）、瑞博西尼（ribociclib）和玻玛西尼（abemaciclib）。这种能⼒虽然降低了这些药物在胞浆和细胞核中的有效浓度，但由于溶酶体中药物会缓慢释放，药物暴露时间反⽽有所延长。另⼀个与溶酶体功能异常相关的衰⽼特征是脂褐素聚合体在溶酶体内的富集（见“蛋⽩损伤”和“脂质损伤”章节）。有趣的是，脂褐素被报道可刺激抗凋亡因⼦BCL-2的表达，使细胞具备凋亡抗性，这是衰⽼细胞的另⼀个特征。衰⽼细胞中的溶酶体也参与细胞染⾊质⽚段加⼯（CCFs）。（见“DNA损伤”与“分泌表型”章节）
衰⽼相关表观遗传学和基因表达的变化
上述特征与基因表达的变化息息相关，由编码和⾮编码RNA的转录调控决定，可⽤于细胞衰⽼的检测。在这⾥，我们关注这些在细胞衰⽼进程中影响显著的基因表达的变化，并介绍⼀个可以帮助辨别与衰⽼相关的基因的新数据库，名为“SeneQuest”。
染⾊质形态
尽管表观遗传修饰发⽣在细胞衰⽼过程中，但其主要还是依赖于环境因素。例如，复制性衰⽼⼀直与CpG位点的DNA甲基化完全丧失有关。此外，细胞衰⽼还会导致某些CpG岛DNA甲基化的局部增加。有趣的是，这种DNA甲基化谱在某种程度上与癌症和个体衰⽼相关的甲基化模式类似，⽽经历了OIS的细胞没有表现出这种DNA甲基化的改变，以上现象均增加了衰⽼过程中表观遗传的多样性。
衰⽼细胞在整体上也表现出染⾊质开放性增加，但全基因组图谱因微环境中刺激的不同也会发⽣变化。个体组蛋⽩修饰和变异在衰⽼过程中会发⽣改变。例如，H4K16ac在细胞衰⽼过程中经常在活性启动⼦处富集，但在增殖过程中则并⾮如此。它的积累与组蛋⽩变异体H3.3密切相关，组蛋⽩变异体H3.3通过HIRA/UBN1/CABIN1和ASF1a分⼦伴侣以独⽴于DNA复制的⽅式沉积到染⾊质中。值得注意的是，H3.3的N端蛋⽩裂解与细胞衰⽼过程中不同基因亚的基因抑制相关。连接蛋⽩H1的整体缺失是另⼀个细胞衰⽼的特征。某些组蛋⽩修饰在衰⽼进程中发挥了重要的作⽤，如H4K20me3和H3K9me3的上调会阻遏增殖，⽽基因增强⼦区域H3K27ac⽔平的上调则促进SASP的发⽣。
衰⽼也与染⾊质形态变化有关。衰⽼相关的异染⾊质病灶（Senescence-Associated Heterochromatin Foci, SAHFs，通过DAPI染料染⾊密集区域能够可视化）富含异染⾊质蛋⽩（HP）1。SAHFs来源于染⾊质因⼦（包括RB、组蛋⽩变异体macroH2A、⾼迁移率A族蛋⽩、HIRA/UBN1/CABIN1和ASF1a
分⼦伴侣）并会增加核孔密度。⼈们最初认为SAHFs会参与基因调控。然⽽，随后的研究表明SAHFs中⼤部分是晚期复制的基因，即使在增殖细胞中也是如此，这表明SAHFs在衰⽼相关基因表达中发挥的作⽤很⼩。衰⽼也与连接组蛋⽩H1的整体丢失有关。值得注意的是，由于SAHFs并不存在于所有衰⽼细胞中，因此它们似乎是细胞类型和刺激依赖性的。也因此，SAHFs可有助于细胞衰⽼的鉴定，⽽其功能意义尚待阐明。
另⼀个染⾊质特征（称为衰⽼相关卫星膨胀（Senescence-Associated Distension Of Satellites, SADSs））体现为着丝粒及其周围异染⾊质的致密度降低。SADSs先于SAHFs的形成，可能与细胞衰⽼密切相关。转座⼦是另⼀种与衰⽼有关的构成性异染⾊质。通常被处于的LINE-
1（L1）的逆转录转座⼦被激活，刺激cGAS-STING通路，引起Ⅰ型⼲扰素反应（见“分泌表型”章节）。因此，除了导致基因组不稳定性外，这些元素还会刺激SASP产⽣。
核纤层的主要成分层核纤层蛋⽩B1的下调是细胞衰⽼的另⼀个重要特征。核纤层蛋⽩B1的丢失与表观遗传学特征以及与衰⽼相关的染⾊质结构（SAHFs和SADSs）有关。它的减少主要发⽣在富含H3K9me3的区域，这⼀过程会将H3K9me3从核膜上释放出来，促进H3K9me3异染⾊质的空间重排形成SAHFs。OIS的Hi-C分析（染⾊质构象的全基因组图谱分析技术）显⽰
H3K9me3和核纤层蛋⽩B1富集区域的局部连接性降低，⼲扰了这些长距离的相互作⽤。另⼀⽅⾯，复
制性衰⽼表现为染⾊体内长距离相互作⽤的丧失和近程相互作⽤的增加，这意味着衰⽼相关的⾼秩序性的染⾊质相互作⽤是依赖于外界刺激和环境的。此外，核纤层蛋⽩B1的丢失和核完整性的降低可能通过促进CCF的形成来促进SASP产⽣，从⽽刺激cGAS-STING途径和⼲扰素反应（见“分泌表型”章节）。⾃噬介导的CCF形成和组蛋⽩合成减少也可能导致核⼼组蛋⽩在衰⽼过程中的全部丢失，影响染⾊质形态。