细胞程序性死亡与衰老教材分析.ppt

8. 常用检测细胞凋亡的染料： 二乙酸荧光素（FDA），绿色荧光，活细胞染色。 Hoechst 33342或33258，DAPI，吖啶橙（AO），半通透，凋亡和固定后的细胞荧光较强。 溴化乙啶（EB）、碘化丙啶（PI）、放线菌素D（7-AAD），不通透，正常和凋亡细胞拒染。 可用不同性质的染料对凋亡细胞进行双染色。 Human embryo at day 4 morula containing 23 nuclei labelled with DAPI (blue), including seven TUNEL-labelled condensed nuclei (pink, arrow) that were excluded from development (Kate Hardy 1999). 第三节 细胞凋亡的分子机理 一、凋亡相关的基因和蛋白 与细胞增殖有关的原癌基因和抑癌基都参于对细胞凋亡的凋控。 研究较多的有ICE、Apaf-1、Bcl-2、Fas/APO-1、c-myc、p53、ATM等 。 1．Caspase家族 相当于线虫的ced-3，是引起凋亡的关键酶。特点： ①酶活性依赖于cys残基的亲核性； ②总是在asp之后切断底物，故名caspase（cysteine aspartate-specific protease）。 ③亚基由同一基因编码，前体被切割后产生两个活性亚基，组成的异四聚体。 * * 细胞衰老与凋亡 CELL SENESCENCE AND DEATH 第一节　细胞衰老 Aging ，Senescence，指细胞随着年龄增加，机能和结构退行性变化，趋向死亡的不可逆现象。 衰老是生命的普遍现象，发生在生态系统、群落、种群、个体、细胞以及分子等不同层次。 一、人体细胞的动态分类 更新组织：如上皮细胞、血细胞。构成更新组织的细胞可分为３类：① 干细胞、 ② 过渡细胞、 ③成熟细胞。 稳定组织：可补偿性增生，如：肝、肾细胞。 恒久组织：细胞不再分裂，如神经细胞。 可耗尽组织：如人类的卵巢实质细胞。 二、细胞衰老的特征（一）形态变化 （二）分子水平的变化 1.?DNA：复制与转录受阻，端粒DNA、mtDNA缺失。DNA氧化、断裂、缺失和交联，甲基化程度降低。 2.? RNA：含量减少。 3.?蛋白质：含成下降，发生修饰、交联。 4.? 酶分子：物理与化学特征改变，酶失活。 5.?脂类：不饱和脂肪酸被氧化。 三、细胞衰老的分子机理 1. 代谢废物积累：如：脂褐质，老年性痴呆（AD）脑细胞内的β-淀粉样蛋白。 2.线粒体DNA突变：线粒体自由基浓度高，mtDNA是裸露分子，容易发生突变。 脑、心、骨骼肌的氧负荷最大，组织最易衰老。 caloric restriction能延长大鼠寿命50%-70%。 Thin rat bury fat rat The rats are both 1000 days old, very old for rats. The one on the right was calorie restricted. The one on the left is near death and shows typical signs of old age similar to what happens in humans. Image cited from Clive McCay 1939. 3．自由基学说（free radical theories） 自由基是含不成对电子的原子或基团，具有高度反应活性。包括：氧自由基（如·OH）、氢自由基（·H）、碳自由基、脂自由基等。 自由基来源：外源性（如辐射）、内源性。 内源性自由基产生于①由线粒体呼吸链电子泄漏产生；②由氧化酶（如MFO）催化底物羟化产生。 自由基可引起DNA、蛋白质、脂类氧化、变性和交联，实验表明DNA中OH8dG随着年龄而增加。 正常细胞内存在清除自由基的防御系统。 酶系统：SOD、CAT、GSH-PX。 非酶系统：维生素E、醌类电子受体 Orr和Sohal（1994），将SOD基因导入果蝇，其寿命比野生型延长1/3。 4．程序性衰老（programmed senescence） 生物的生长、发育、衰老和死亡都由基因程序控制的，衰老是某些基因依次开启或关闭的结果。 例1. 在小鼠肝中，胚胎早期表达的胞质丙氨酸转氨酶（cAAT）为A型，随后停止表达，衰老时则表达B型cAAT 例2. 肝脏中的衰老标志蛋白2在老年期表达。 5．复制性衰老（replicative senescence） 细胞的增殖次数是有限的，称“Hayflick”极限。如人胚成纤维细胞可培养60-70代。 DNA每复制一次端粒就缩短一段，到一定程度时，则激活DNA损伤