细胞衰老和死亡（55页)

《细胞衰老和死亡（55页)》由会员分享，可在线阅读，更多相关《细胞衰老和死亡（55页)（59页珍藏版）》请在装配图网上搜索。

1、 衰老（衰老（agingaging）和死亡（）和死亡（deathdeath）是生命的）是生命的基本现象。基本现象。细胞衰老和死亡是不可避免的，是细胞生细胞衰老和死亡是不可避免的，是细胞生命活动的必然规律。命活动的必然规律。体外细胞可体外细胞可传代的次数与传代的次数与细胞来源个体的细胞来源个体的年龄成反比年龄成反比。4016012080255075100鼠鼠鸡鸡人人龟龟寿寿命命的的最最大大限限度度培培养养细细胞胞分分裂裂最最高高次次数数动物体细胞在体外可动物体细胞在体外可传代的次数传代的次数与物种的与物种的寿命寿命有关。有关。HayflickHayflick界限（界限（Hayflick limi

2、tationHayflick limitation）：）：细胞，细胞，至少是培养细胞，不是不死的，而是有一定的寿命至少是培养细胞，不是不死的，而是有一定的寿命的；它们的增殖能力不是无限的，而是有一定的界的；它们的增殖能力不是无限的，而是有一定的界限，这就是限，这就是HayflickHayflick界限。界限。体外培养细胞所具有增殖分裂的极限。体外培养细胞所具有增殖分裂的极限。体外培养的年轻和衰老的人成纤维细胞的显微形态体外培养的年轻和衰老的人成纤维细胞的显微形态1 1、DNADNA:复制与转录受到抑制复制与转录受到抑制。2 2、RNARNA:mRNA:mRNA和和tRNAtRNA含量降低含量降

3、低。3 3、蛋白质蛋白质：含量下降含量下降；肽键断裂、交联变性。；肽键断裂、交联变性。4 4、酶酶：活性中心被氧化，酶：活性中心被氧化，酶失活失活。5 5、脂类脂类：不饱和脂肪酸被氧化，膜的：不饱和脂肪酸被氧化，膜的流动性降低。流动性降低。（二）生化改变（二）生化改变（二）生化改变（二）生化改变（三）细胞外基质改变（三）细胞外基质改变 大分子交联增加。大分子交联增加。（四）（四）细胞内水分减少细胞内水分减少3.3.细胞内水分减少，萎细胞内水分减少，萎缩体积变小、代谢减慢缩体积变小、代谢减慢1.1.细胞内酶活性下降细胞内酶活性下降2.2.细胞内色素沉积细胞内色素沉积4.4.细胞内呼吸速度减慢，核

4、体积增大，染色质固细胞内呼吸速度减慢，核体积增大，染色质固缩，染色加深。缩，染色加深。5.5.细胞膜通透性功能改变，物质运输功能降低。细胞膜通透性功能改变，物质运输功能降低。3.3.细胞内水分减少，萎细胞内水分减少，萎缩体积变小、代谢减慢缩体积变小、代谢减慢1.1.细胞内酶活性下降细胞内酶活性下降2.2.细胞内色素沉积细胞内色素沉积代谢废物累积学说代谢废物累积学说大分子交联学说大分子交联学说自由基学说自由基学说线粒体线粒体DNA突变学说突变学说体细胞突变与体细胞突变与DNA修复学说修复学说差错灾难学说差错灾难学说微量元素学说微量元素学说神经内分泌学说神经内分泌学说程序性衰老学说程序性衰老学说重

5、复基因失活学说重复基因失活学说复制性衰老学说复制性衰老学说长寿基因学说长寿基因学说终末分化学说终末分化学说损伤积累学派损伤积累学派 遗传学派遗传学派三、细胞衰老的机制三、细胞衰老的机制衰老基因：衰老基因：细胞衰老时，一些细胞衰老时，一些衰老相关基因（衰老相关基因（SAGSAG）表达）表达特别活跃特别活跃，其表达水平大大高于年轻细胞，已在，其表达水平大大高于年轻细胞，已在人人1 1号号染色体、染色体、4 4号号染色体及染色体及X X染色体染色体上发现上发现SAGSAG。如：如：载脂蛋白载脂蛋白E4E4基因、基因、淀粉样蛋白基因、淀粉样蛋白基因、p16p16、p53p53、p21p21、RBRB基

6、因基因抗衰老基因：抗衰老基因：抗氧化酶类基因、延长因子抗氧化酶类基因、延长因子-1a-1a、凋亡抑制、凋亡抑制基因基因成人早衰症成人早衰症（Werners syndrome）：平均平均3939岁时出现衰老，岁时出现衰老，4747岁左右生命结束。岁左右生命结束。病因：病因：WRNWRN基因突变基因突变Werners syndrome 婴幼儿早衰症婴幼儿早衰症（Hutchinson-Gilford syndrome）：）：1 1岁时开始出现明显的衰老，岁时开始出现明显的衰老，12121818岁生命结束。岁生命结束。病因：核纤层蛋白病因：核纤层蛋白A A（LMNALMNA）基因突变）基因突变Hutc

7、hinson-Gilford syndromeHutchinson-Gilford syndrome（左边：（左边：9 9岁；右边：岁；右边：8 8岁）岁）三、细胞衰老的机制三、细胞衰老的机制阻碍细胞的物质交换和信号传递阻碍细胞的物质交换和信号传递细胞功能下降细胞功能下降代谢废物不能及时排出胞外或降解与消化代谢废物不能及时排出胞外或降解与消化越积越多，占据的空间越来越大越积越多，占据的空间越来越大影响细胞代谢废物的运输影响细胞代谢废物的运输引起细胞衰老引起细胞衰老细胞内代谢产物的积累至一定量后，会引起细胞衰老。细胞内代谢产物的积累至一定量后，会引起细胞衰老。三、细胞衰老的机制三、细胞衰老的机制

8、 自由基自由基：一类瞬时形成的含不成对电子的原子或功能一类瞬时形成的含不成对电子的原子或功能基团。包括基团。包括氧自由基氧自由基、氢自由基、碳自由基、脂自由基等。、氢自由基、碳自由基、脂自由基等。外源性自由基：外源性自由基：由环境中的高温、辐射、光解、化学由环境中的高温、辐射、光解、化学物质等引起。物质等引起。内源性自由基：内源性自由基：由体内各种代谢反应产生，是人体自由体内各种代谢反应产生，是人体自由基的主要来源。由基的主要来源。三、细胞衰老的机制三、细胞衰老的机制 正常细胞内存在清除自由基的防御系统，包括：正常细胞内存在清除自由基的防御系统，包括：酶系统（抗氧化酶）：超氧化物岐化酶（酶系统

9、（抗氧化酶）：超氧化物岐化酶（SODSOD），过氧化），过氧化氢酶（氢酶（CATCAT）等）等 非酶系统（抗氧化剂）：维生素才非酶系统（抗氧化剂）：维生素才C C、维生素、维生素E E、醌类物质、醌类物质 当自由基产生超过机体的清除能力，过多的当自由基产生超过机体的清除能力，过多的自由基就会对许多细胞组织造成损伤。自由基就会对许多细胞组织造成损伤。端粒：端粒：位于染色体末端，由位于染色体末端，由端粒端粒DNADNA和端粒蛋白构成；起和端粒蛋白构成；起稳定稳定染色体末端的作用。染色体末端的作用。三、细胞衰老的机制三、细胞衰老的机制三、细胞衰老的机制三、细胞衰老的机制4.4.复制性衰老学说（端粒钟

10、学说）复制性衰老学说（端粒钟学说）35三、细胞衰老的机制三、细胞衰老的机制4.4.复制性衰老学说（端粒钟学说）复制性衰老学说（端粒钟学说）第二节第二节 细胞死亡细胞死亡 活体染色活体染色 两类：两类：被动死亡被动死亡细胞坏死（细胞坏死（cell necrosiscell necrosis）；主动死亡主动死亡程序性细胞死亡程序性细胞死亡（programmed cell programmed cell death,death,PCDPCD），或），或细胞凋亡细胞凋亡（apoptosisapoptosis）。第二节第二节 细胞死亡细胞死亡 1090 131=959(cells)王晓东：最年轻美国科学

11、王晓东：最年轻美国科学院院士（院院士（4141）从事的是细胞凋亡规律的研究。2000年，他和助手们进行了一项实验，研究一种神秘的线粒体蛋白质Smac，这种蛋白质可以打破肿瘤的“坚硬堡垒”，诱使肿瘤细胞“自杀”，对研究治疗癌症方法有重要帮助。从1996年他建立起自己的研究室后，他的论文成果在8年间被其他科学家引用超过了15000次。二、细胞凋亡二、细胞凋亡 二、细胞凋亡二、细胞凋亡（一）（一）凋亡发生的的形态变化凋亡发生的的形态变化二、细胞凋亡二、细胞凋亡 图：凋亡的形态变化图：凋亡的形态变化碎裂（二）（二）凋亡发生的的生化变化凋亡发生的的生化变化二、细胞凋亡二、细胞凋亡 细胞凋亡与细胞坏死的区

12、别细胞凋亡与细胞坏死的区别坏死坏死 凋亡凋亡1.性质性质2.诱导因素诱导因素强烈刺激，随机发生强烈刺激，随机发生较弱刺激，非随机发生较弱刺激，非随机发生3.生化特点生化特点4.形态变化形态变化6.DNA电泳电泳5.炎症反应炎症反应7.凋亡小体凋亡小体8.基因调控基因调控被动过程被动过程，无新蛋白合成，无新蛋白合成，不耗能不耗能 主动过程主动过程，有新蛋白合成，有新蛋白合成，耗能耗能细胞结构全面溶解、破坏、细胞结构全面溶解、破坏、细胞肿胀细胞肿胀 胞膜及细胞器相对完胞膜及细胞器相对完整细胞皱缩，核固缩整细胞皱缩，核固缩弥散性降解，电泳呈均一弥散性降解，电泳呈均一DNA片状片状 DNA片段化（片段

13、化（180-200bp），），电泳呈电泳呈“梯梯”状条带状条带溶酶体破裂，局部炎症溶酶体破裂，局部炎症反应反应溶酶体相对完整，局部溶酶体相对完整，局部无炎症反应无炎症反应有有病理性，非特异性病理性，非特异性生理性或病理性，特异性生理性或病理性，特异性无无有有无无CaspaseCaspase家族家族 Apoptosis is carried out by a proteolytic Apoptosis is carried out by a proteolytic system system caspasecaspase Why called caspase?Active site:Cystei

14、neCleavage site:Asparatic acid 天冬氨酸特异性的半光氨酸蛋白水解酶天冬氨酸特异性的半光氨酸蛋白水解酶Cysteine Asparatic acid specific protease 使抑制凋亡因子失活，使抑制凋亡因子失活，如如CAD/ICADCAD/ICAD 破坏细胞结构，如破坏细胞结构，如LaminaLamina 将调节区与催化区分将调节区与催化区分离，使蛋白失活，如离，使蛋白失活，如GelsolinGelsolinCaspase 如何杀死细胞？去除不需要的结构（蝌蚪发育、指端发育）；去除不需要的结构（蝌蚪发育、指端发育）；控制细胞数目（神经系统发育）；控制细胞数目（神经系统发育）；去除有害细胞（癌细胞的清除）；去除有害细胞（癌细胞的清除）；产生无细胞器的细胞（哺乳动物红细胞等）；产生无细胞器的细胞（哺乳动物红细胞等）；细胞的自我保护作用（病毒侵入细胞启动凋亡）。细胞的自我保护作用（病毒侵入细胞启动凋亡）。细胞色素细胞色素c诱导的凋亡细胞诱导的凋亡细胞DNA电泳图电泳图1细胞色素细胞色素c诱导诱导0 h2细胞色素细胞色素c诱导诱导1 h3细胞色素细胞色素c诱导诱导2 h4细胞色素细胞色素c诱导诱导3 h5细胞色素细胞色素c诱导诱导4 h6阴性对照阴性对照7Marker谢谢大家谢谢大家谢谢大家谢谢大家