第十三章细胞衰老与凋亡（课件）.ppt

第十三章 细胞衰老与凋亡 第一节 细胞衰老(cellular aging或cell senescence) ●Hayflick界限(Hayflick Limitation） ●细胞在体内条件下的衰老 ●衰老细胞结构的变化 ●细胞衰老的分子机理 一、Hayflick界限(Hayflick Limitation） ●概念：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，不是不死的，而是有一定的 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 ●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 二、细胞在体内条件下的衰老 ●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; ●正常情况下终生保持分裂的细胞，其分裂能力是否随 着有机体年龄的增高而下降？它们 会不会衰老？ ◆衰老动物体内，细胞分裂速度显著减慢，其原因主要 是G1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; ◆骨髓干细胞移植实验说明随着年龄的增加，干细胞 增殖速度也趋缓慢. 三、衰老细胞结构的变化 ●细胞核的变化 ●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 ●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 ●膜系统的变化 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 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?; 细胞膜内（P面）颗粒的分布也发生变化? 四、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（ROS--- O2-， OH- ， H2O2 ），引发的氧化性损伤的积累，最终导致衰老。 ●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（ERC）的积累，导致细胞衰老。 ● 沉默信息调节蛋白复合物（Sir complex）与衰老：Sir complex 存在于异染色质区，其作用在于阻断所在位点DNA转录。 ● 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. ● 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. 第二节 细胞凋亡(Apoptosis) ●细胞凋亡的概念及其生物学意义 ●细胞凋亡的形态学和生物化学特征 ●细胞凋亡的分子调控机理 一、细胞凋亡的概念及其生物学意义 ●概念：细胞凋亡是一个主动的由基因决定的自动结束生命的 过程，所以也常常被称为细胞编程死亡（programmed cell death, PCD）。凋亡细胞将被吞噬细胞吞噬。 ●生物学意义：细胞凋亡对于多细胞生物个体发育的正常进行， 自稳平衡的保持以及抵御外界各种因素的干扰方面都起着非 常关键的作用： 　　　　蝌蚪尾的消失，骨髓和肠的细胞凋亡， 　　　　脊椎动物的神经系统的发育， 　　　　发育过程中手和足的成形过程。 二、细胞凋亡的形态学和生物化学特征 ●细胞凋亡与坏死(necrosis) ●细胞凋亡的形态学特征 ●细胞凋亡的生化特征 ●诱导细胞凋亡的因子 ●细胞凋亡的检测 细胞凋亡与坏死(necrosis) ●二者的主要区别是，细胞凋亡过程中，细胞质膜反折，包裹断裂的染色质片段或