利用电场快速检测老化细胞的无标记方法或将改变研究格局

Zapping aging cells: The fast, label-free test that could transform research

东京都立大学（Tokyo Metropolitan University）的科学家开发了一种突破性的无标记方法，能够通过电场识别老化的人类细胞。这一新方法避免了化学标记可能带来的结果扭曲和研究延缓问题。研究人员通过分析细胞在交变电场中的运动发现，可以根据电学特性准确检测出衰老的皮肤细胞。这种方法快速、无创，有可能彻底改变我们研究衰老以及阿尔茨海默病和糖尿病等年龄相关疾病的方式。

东京都立大学的研究团队开创了一种利用电场区分“老化”人类细胞与年轻细胞的新方法。虽然科学家已经找到了这些“衰老”细胞的关键标记物，但现有方法依赖于生化“标记”，这不仅复杂且耗时，还会影响细胞本身性质，使其难以研究。而这种新方法无需标记，对细胞的损伤也更小。团队计划将该方法扩展到其他类型的细胞，以实现更广泛的应用。

衰老始于细胞层面。随着年龄增长，老化或“衰老”的细胞会在体内积累。这些细胞不仅失去了大部分原始功能，还会持续释放引发炎症的化合物。越来越多的证据表明，它们在动脉硬化、阿尔茨海默病和2型糖尿病等与年龄相关的疾病中起到了重要作用。

为了理解和治疗这些疾病，科学家需要深入了解衰老细胞如何影响我们的生理机能。而这首先需要明确哪些细胞是衰老的，哪些不是。然而，现有的方法依赖于选择性“标记”，例如将荧光分子附着在已知存在于老化细胞中的特定化合物上。这种方法不仅耗时复杂，而且标记过程本身可能会改变科学家希望研究的对象的特性。

为了解决这一问题，由助理教授Ippei Yagi（八木一平）领导的团队提出了一种全新的方法来识别衰老细胞。他们没有使用化学标记，而是将细胞置于交变电场中。这会导致细胞内部电荷发生轻微重新分布，使细胞的一端比另一端带有更多的正电荷。当电场在空间上不均匀时，细胞会移动；而在交变电场的情况下，细胞会在电极之间来回移动。当电场频率发生变化时，细胞的运动会显著改变，这个值被称为截止频率。这种方法被称为频率调制介电电泳（FM-DEP），旨在通过测量这一值来表征细胞类型。

研究团队将重点放在人类真皮成纤维细胞上，这是皮肤结缔组织的重要组成部分。当他们对比衰老细胞与年轻细胞时，发现它们的截止频率存在显著差异。这些变化源于构成细胞膜的脂质分子的变化。重要的是，FM-DEP方法操作快速、易于应用且无需标记。

这一新方法不仅是研究衰老的便捷工具，还有望应用于再生医学和药物筛选领域。团队希望将FM-DEP方法扩展到其他细胞类型，作为一种多功能的细胞识别新途径。

这项研究得到了JSPS KAKENHI资助项目JP23K28453和JP23KK0260的支持。

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