第13章 细胞衰老与凋亡.ppt

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1、第十三章细胞衰老与程序性细胞死亡一、细胞衰老的概念与特征第一节细胞衰老(cellularaging)（一）概念：一般指复制衰老，即体外培养的正常细胞经过有限次数的分裂后，停止分裂，细胞形态和生理代谢活动发生显著改变的现象。1、1881年，魏斯曼指出细胞分裂能力是有限的。2、Carrel认为细胞永生不死。3、Hayflick界限（1）实验证据：老男和少女细胞共同培养，显示细胞内部决定衰老。（2）概念：细胞、至少是培养的细胞，不是不死的而是有一定寿命的。它们的增殖能力不是无限的，而是有一定界限的。这就是有名的Ha

2、yflick界限。体外培养细胞增殖与个体寿命的关系物种成纤维细胞传代数个体最长寿命（年）龟90-125175水貂30-3410鸡15-3530小鼠14-283.5人胚胎40-60110出生至15岁20-4015岁以上10-30早老病患者2-1010-20味觉丧失64％肾小球减少44％肾小球过滤率减少31％脊神经元减少37％神经传导速度减慢10％脑供血量减少20％肺活量减少44％细胞在体内条件下的衰老～一名男子从36岁到75岁高等动物体内存在了3种不同类型的细胞：接近于动物的整体寿命的细胞，如神经元和肌肉细胞等

3、。在胚胎发育终了时，这些细胞不再增加数量，在个体的生长期中它们可增长细胞体积，以使其与躯体成比例。它们随着个体衰老而衰老，或者由于这些细胞的衰老、死亡引起个体死亡。缓慢更新的细胞，它们的寿命短于动物的平均寿命，如肝细胞，胃壁细胞等。快速更新的细胞，如皮肤的表皮细胞、红细胞和白细胞等。1、细胞核的变化：（1）随着细胞分裂次数的增加不断增大；（2）核膜内折，染色质固缩化。（二）衰老的特征2、内质网的变化:衰老动物内质网弥散性地分散于核周胞质中，粗面内质网的总量似乎是减少了。3、线粒体的变化:通常细胞中线粒体的数量

4、随龄减少，而其体积则随龄增大。4、致密体的生成：溶酶体和线粒体转化来5、膜系统的变化：（1）膜流动性降低、韧性减小;（2）衰老细胞间间隙连接减少;（3）离子转运效率下降,兴奋性降低。二、细胞衰老的分子机制(一)复制衰老(RS)的机制端粒缩短作为一种DNA损伤诱导p53的表达,继而诱导p21表达,抑制CDK活化,使得Rb不能被磷酸化,E2F持续失活,使G1/S的转换被停滞,从而阻断细胞周期的正常运行,引发复制型细胞衰老。(二)胁迫诱导的早熟性衰老(SIPS)氧化损伤理论：代谢过程中产生的活性氧基团或分子引发的氧

5、化性损伤积累导致衰老。(三)单细胞生物的衰老酵母染色体外rDNA环（ERC）的积累，导致细胞衰老。（四）沉默信息调节蛋白复合物（Sircomplex）与衰老：Sircomplex存在于异染色质区，其作用在于阻断所在位点DNA转录。（五）SGS1基因和WRN基因与衰老：SGS1基因和WRN基因同源,编码解旋酶;酵母sgs1突变体寿命明显短于野生型（平均9.5代:24.5代）;wrn突变引发早老症。（六）发育程序与衰老:（七）线粒体DNA与衰老:Sen-DNA(80年代);mtDNA突变积累与细胞衰老有关。三、细

6、胞衰老与个体衰老和癌症的关系(一)对于多细胞生物,特别是哺乳动物,现有的细胞衰老模型尚不能解释个体衰老。体外培养细胞与体内细胞差异巨大。（二）细胞衰老是有机体在长期演化过程中形成的防止细胞过度生长或癌化的一种保护机制。早老症是人体衰老中的一种病症研究发现，不论是单细胞生物还是多细胞生物，其细胞死亡往往受到细胞内某种由遗传机制决定”的死亡程序“控制，称为细胞程序性死亡（programmedcelldeath,PCD）。广泛存在于动物细胞、植物细胞、真菌细胞和细菌中。第二节程序性细胞死亡（一）细胞凋亡(Apopt

7、osis)1、概念和特征：（1）概念：指受基因控制的主动的生理性细胞自杀行为。（2）特征：一、动物细胞的程序性死亡凋亡的起始：细胞表面的特化结构如微绒毛消失，细胞间接触的消失，但细胞膜依然完整；线粒体大体完整，但核糖体逐渐从内质网上脱离，内质网囊腔膨胀，并逐渐与质膜融合；染色质固缩，形成新月形帽状结构等形态，沿着核膜分布。凋亡小体形成：核染色质断裂为大小不等的片段，与某些细胞器如线粒体一起聚集，为反折的细胞质膜所包围。细胞表面产生许多泡状或芽状突起，逐渐形成单个凋亡小体。凋亡小体逐渐为邻近的细胞吞噬并消化。2

8、、生理意义：（1）对动物个体的正常发育，自稳态的维持，免疫耐受的形成，肿瘤监控等多种生理及病理过程有重要意义。（2）是一种生理性保护机制，能够清除体内多余、受损或危险的细胞。（3）细胞凋亡失调会引发多种疾病。顺铂处理CaCl2溶液处理正常细胞坏死细胞3、细胞凋亡的检测方法（1）形态学观测：染色法、透射和扫描电镜观察。鼠肝细胞AO/EB荧光双染细胞色素c诱导的凋亡细胞DNA电泳图1．细胞色素c诱导0h