体外抗衰老试验（体外功效评价检测） - 中析研究所生物检测中心

体外抗衰老试验：科学评估衰老干预策略的基石

引言随着全球人口老龄化加速，延缓衰老、维持健康寿命成为科学界焦点。体外抗衰老试验作为初步筛选与机制研究的关键工具，在安全、高效、可控条件下评估潜在抗衰策略（如活性成分、化合物、物理因子）的生物学效应，为新疗法开发奠定基础。

一、皮肤衰老的生物学基础

皮肤衰老源于内源性（基因、激素）与外源性（紫外线、污染）因素交织作用：

自由基损伤： 过量活性氧(ROS)攻击DNA、蛋白质、脂质，引发细胞功能障碍。
端粒缩短： 细胞分裂伴随端粒损耗，触发衰老相关分泌表型(SASP)和细胞周期停滞。
蛋白质稳态失衡： 自噬能力下降，错误折叠蛋白累积（如晚期糖基化终末产物AGEs）。
细胞外基质(ECM)降解： 基质金属蛋白酶(MMPs)过度活化，胶原蛋白、弹性纤维合成减少（TGF-β/Smad通路抑制）。
线粒体功能障碍： 能量代谢异常，ROS产生增加。
炎症环路： SASP持续释放促炎因子，形成慢性低度炎症。

二、核心体外抗衰老评价体系

常用模型涵盖人原代细胞（真皮成纤维细胞、角质形成细胞、黑色素细胞）及标准化细胞系（如HDF, HaCaT），重点评估维度包括：

抗氧化防御能力评估
- 检测指标： 清除自由基能力（DPPH/ABTS法）、细胞内ROS水平（DCFH-DA探针）、抗氧化酶活性（SOD, CAT, GSH-Px）。
- 意义： 反映受试物中和氧化应激、保护细胞免受氧化损伤的能力。
细胞活力与增殖能力
- 检测方法： MTT/CCK-8法检测代谢活力，BrdU/EdU标记评估DNA合成与增殖速率。
- 意义： 评估受试物对细胞基本活性和自我更新能力的维持或促进作用。
衰老细胞清除（Senolysis）与SASP调控
- 检测方法： SA-β-gal染色定量衰老细胞比例，ELISA/qPCR检测关键SASP因子（IL-6, IL-1β, MMPs）。
- 意义： 识别能选择性清除衰老细胞或抑制其有害分泌的候选物。
细胞外基质（ECM）合成与保护
- 检测方法：
  - 关键成分合成： ELISA/Western Blot/qPCR检测胶原蛋白I/III（COL1A1, COL3A1）、弹性蛋白（ELN）、透明质酸合成酶(HAS)表达。
  - 降解抑制： 评估MMPs（如MMP-1, MMP-3）活性或表达抑制效果。
- 意义： 直接反映皮肤结构支撑和弹性的改善潜力。
端粒维持与DNA损伤修复
- 检测方法： qPCR/荧光原位杂交(FISH)测端粒长度，γ-H2AX焦点分析检测DNA双链断裂修复效率。
- 意义： 评估延缓性衰老和保护基因组稳定的能力。
线粒体功能优化
- 检测方法： JC-1染色测线粒体膜电位，ATP含量检测，线粒体呼吸链复合物活性分析。
- 意义： 反映能量代谢改善和氧化应激源头的控制能力。
自噬流激活
- 检测方法： Western Blot检测LC3-II转化及p62降解，荧光显微镜观察LC3斑点形成。
- 意义： 评估清除受损细胞器、维持蛋白质稳态的能力。
抗炎效应
- 检测方法： qPCR/ELISA检测促炎因子（TNF-α, IL-8）表达或分泌抑制，抗炎因子（IL-10）促进。
- 意义： 评估打破慢性炎症环路的能力。

三、进阶模型提升预测价值

3D皮肤模型：
- 更真实模拟人皮肤多层结构（表皮、真皮）。
- 可评估渗透性、多细胞相互作用及屏障功能修复。
- 适用于测试配方（如霜剂、精华）在类皮肤组织上的综合抗衰效果（如皱纹改善模拟）。
光老化模型：
- 使用UV照射（UVA/UVB）诱导细胞或组织加速老化。
- 特异性评估针对光损伤的保护与修复作用（如抑制MMPs、减轻晒伤细胞形成）。
基因表达谱分析：
- 转录组测序（RNA-Seq）全面揭示受试物干预后基因表达变化。
- 筛选通路靶点（如AMPK, SIRT1, Nrf2），深入阐明作用机制。