细胞凋亡的生物学意义与其相关基因_百替生物.pdf

第一节 细胞凋亡的生物学意义及其相关基因 对于一个多细胞生物来说，要维持完整性和保持平衡性，凋亡是一个非常重要的生物学 对于一个多细胞生物来说，要维持完整性和保持平衡性，凋亡是一个非常重要的生物学 过程。多细胞生物的诞生、生长、发育、存活以及死亡，无一不伴随着细胞凋亡过程。 过程。多细胞生物的诞生、生长、发育、存活以及死亡，无一不伴随着细胞凋亡过程。 关于细胞增殖能力和寿命是有限的观点。细胞，至少是培养的二倍体细胞，有一定的寿 命；它们的增殖能力不是无限的，而是有一定的界限，这就是 Hayflick 界限。癌细胞或培 养的细胞系是不正常细胞，其染色体数目或形态已经不同于原先的细胞细胞的增殖能力与供 体年龄有关。物种寿命与培养细胞寿命之间存在着一定的关系。 一、 细胞衰老 二倍体细胞的衰老是由细胞本身决定的。决定细胞衰老的因素在细胞内部，而 不是外部的环境；是细胞核而不是细胞质决定了细胞衰老。在机体内，细胞的衰老和死亡是 常见的现象，甚至在个体发育的早期也会发生;衰老动物体内，细胞分裂速度显著减慢，其 原因主要是G 期明显延长;衰老个体内的环境因素影响了细胞的增殖和衰老; 1 二、衰老细胞结构的变化 细胞核的变化：  体外培养的二倍体细胞，细胞核随着细胞分裂次数的增加不断增大；细胞核的核膜内折 （invagination）、染色质固缩化。  2. 内质网的变化： 衰老动物内质网成分弥散性地分散于核 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随龄减少，而其体积则随龄增大；致密体的生成：脂褐质，老 年色素等。  4.膜系统的变化：  衰老的细胞，其膜流动性降低、韧性减小。衰老细胞间间隙连接减少；细胞膜内（P 面） 颗粒的分布也发生变化（减少）三、细胞衰老的分子机理氧化性损伤学说：代谢过程中产生 的活性氧基团或分子（ROSO -， OH- ， H O ），引发的氧化性损伤的积累，最终导致 2 2 2 衰老。 service@100  端粒与衰老：发现端粒长度确实与衰老有着密切的关系，提出细胞衰老的 “有丝分裂 钟”学说（Harley,1990） 。  rDNA 与衰老: 酵母染色体外rDNA 环的积累，导致细胞衰老。  沉默信息调节蛋白复合物与衰老：复合物存在于异染色质区，其作用在于阻断所在位点 DNA 转录。. 细胞衰老的分子机理：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.  2.发育程序与衰老:  线粒体DNA 与衰老: Sen-DNA(80 年代);mtDNA 突变积累与细胞衰老有关 (一)细胞死亡的方式死亡是生命的普遍现象，但细胞死亡并非与机体死亡同步。正常的 组织中，经常发生 “正常”的细胞死亡，它是维持组织机能和形态所必需的。 细胞死亡的方式通常有3 种： ①细胞坏死（necrosis） ②细胞凋亡（apoptosis） ③细胞程序性死亡（programmed cell death，PCD）  影响因素:化学因素（如强酸、强碱、有毒物质）、物理因素（如热、辐射）、生物因素 （如病原体）、坏死细胞的形态改变。 病理过程  酶性消化：参与此过程的酶，如来源于死亡细胞本身的溶酶体，则称为细胞自溶 （autolysis）；若来源于浸润坏死组织内白细胞溶酶体，则为异溶（heterolysis）  蛋白变性 坏死细胞的形态改变 初期：胞质内线粒体和内质网肿胀、崩解，结构脂滴游离、空泡化，蛋白质颗粒增多， 核发生固缩或断裂。  2）中期：随着胞质内蛋白变性、凝固或碎裂，以及嗜碱性核蛋白的降解，细胞质呈现 强嗜酸性，导致细胞结构完全消失。  3）末期：细胞膜和细胞器破裂，DNA 降解，细胞内容物流出，引起周围组织炎症反应。 service@100  细胞死亡现象也是生命新陈代谢的固有本质，例如胚胎发育、正常组织更新，以及在增 殖淋巴细胞群体中选择适当的克隆，这种细胞生理性死亡是种系