体外培养的成纤维细胞具有有限增殖能力，随着群体倍增水平增加，细胞逐渐丧失分裂能力，是体外研究衰老的模型。

衰老成纤维细胞和年轻成纤维细胞相比，其形态和功能均有很大变化：①形态学改变。表现为异质性和形态学的变化。细胞核增大，核仁增大并有多核细胞形成。高尔基体突出，内质网排空，胞浆微丝增加，胞浆有空泡，溶酶体体积增大。并且衰老成纤维细胞有间接接触抑制现象，体外培养成纤维细胞衰老时，细胞密度会降低。②端粒缩短。端粒是染色体自然末端的特殊结构，是DNA和蛋白质的复合体，缺失时染色体不稳定，可融合为双着丝点、环状或其他结构，易被核酸酶降解。端粒可由带引物的逆转录酶——端粒酶催化合成。体外培养人成纤维细胞的端粒随代谢增加而缩短。端粒的丢失是衰老成纤维细胞有价值的生物学标记。③大分子含量与合成的变化。当成纤维细胞衰老时，胞内大分子合成率会下降，而除DNA以外的细胞内大分子含量会增加。在衰老成纤维细胞，DNA合成与大分子物质合成出现分离，二者协调过程发生障碍。同时，随成纤维细胞衰老，体外培养细胞的RNA、蛋白质含量逐渐增加；细胞周期时间延长以及明显的G₁期（DNA合成前期，见细胞周期）生长停滞，导致大分子物质在细胞内蓄积和细胞体积的增大。