1961年，Leonard Hayflick及Paul Moorhead發現在細胞培養過程中，正常人類纖維細胞的增生能力其實是有受限制的，且細胞週期呈現停滯 (Cell cycle arrest) 狀態，並將這現象稱為細胞衰老 (Cellular Senescence)，同時推測細胞衰老可能會導致老化現象 (Ageing)。
Senescence可能經由不同刺激所誘發，例如：端粒酶序列極度縮短、活化Oncogene、DNA受損及某些癌症治療…等。Senescence 細胞與正常細胞所表達的marker及細胞型態有所不同，大多數Senescence 細胞具有的特點包括缺少增生marker、表達細胞衰老相關β半乳糖苷酶 (Senescence-associated β-galactosidase, SA-βGAL) 活性、表達腫瘤抑制 (tumor suppressor) 相關基因及細胞週期Inhibitor、DNA damage marker…等。
在過去十幾年的研究證實，Senescence對生理同時具有有益及有害的作用，有益的作用為Senescence會短暫誘發組織重組 (tissue remodeling)，並將受損的細胞進行清除；相反地，有害的作用為持續性Senescence或者異常清除Senescence細胞。Senescence與細胞凋亡 (Cell apoptosis) 消除受損細胞的機制對於正常生理是很重要的，當這兩個機制異常時，可能使嚴重受損細胞大量累積，進而導致Cancer及Ageing產生。
誘發Senescence的機制有許多，大多數會活化p53及CDK (Cyclin-dependent kinase) inhibitor p16、p15、p21及p27，這些CDK inhibitor會使細胞增生停滯，其中最重要負責進行Senescence為低度磷酸化的RB，抑制細胞持續進行複製、增生，而達到誘發Senescence的作用。此外，也有多種觸發Senescence因素及活化Senescence途徑，但最終導致Senescence的機制會因細胞類型及條件不同而有所改變，例如：壓力誘導衰老 (Stress-induced senescence) 及致癌基因誘導衰老 (Oncogene-induced senescence)…等。
圖一、調節細胞週期相關因子
目前應用促衰老 (pro-senescent) 或抗衰老 (Anti-senescent) 治療方法取決於疾病特性而決定。在癌症以及纖維化的疾病中，則可以使用促衰老的治療方式，例如組織正在受損時，可以增加Senescence藉此減少纖維化反應；另外，有研究指出在人類癌細胞株中，CDK4 inhibitor與CDK inhibitor p16相似，可以誘發細胞Senescence，進而達到抑癌的效果。CDK4 inhibitor藥物如Palbociclib (又稱Pfizer) 可以抑制乳癌及脂肪肉瘤；LEE-11 (又稱 Novartis) 則可以抑制神經母細胞瘤。此外，促衰老治療也可以應用於正在進行修復的組織上，但長期下來，Senescence誘發修復後的傷痕，可能會明顯的造成組織功能障礙，此時則該使用抗衰老治療。抗衰老治療目前應用在肺纖維化可以藉由Genkyotex或Rupatadine減少Senescence而達到改善的效果；而在肌肉萎縮的過程中，也可以藉由抑制p38 MAPK藥物 Tocris及SB202190緩解症狀。
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參考文獻
- Daniel Muñoz-Espín et.al. 2014. Cellular senescence: from physiology to pathology. MOLECULAR CELL BIOLOGY. VOLUME 15
- Katherine M. Aird et.al. 2015. Nucleotide Metabolism, Oncogene-Induced Senescence and Cancer. Cancer Lett. 356(2): 204–210
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