細(xì)胞衰老與凋亡

物種的壽命與體外培養(yǎng)時細(xì)胞傳代次數(shù)的關(guān)系1目前一頁\總數(shù)三十四頁\編于二十二點(diǎn)早老癥兒童與正常兒童的比較2目前二頁\總數(shù)三十四頁\編于二十二點(diǎn)細(xì)胞衰老的特征◆細(xì)胞內(nèi)水分減少◆色素生成和色素顆粒沉積◆細(xì)胞核◆內(nèi)質(zhì)網(wǎng)◆細(xì)胞質(zhì)膜◆線粒體◆蛋白質(zhì)合成的變化3目前三頁\總數(shù)三十四頁\編于二十二點(diǎn)◆細(xì)胞核的變化●體外培養(yǎng)的二倍體細(xì)胞，細(xì)胞核隨著細(xì)胞分裂次數(shù)的增加不斷增大●細(xì)胞核的核膜內(nèi)折（invagination）、染色質(zhì)固縮化4目前四頁\總數(shù)三十四頁\編于二十二點(diǎn)◆內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的變化●衰老動物內(nèi)質(zhì)網(wǎng)成分彌散性地分散于核周胞質(zhì)中，粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的總量似乎是減少了5目前五頁\總數(shù)三十四頁\編于二十二點(diǎn)◆膜系統(tǒng)的變化●衰老的細(xì)胞，其膜流動性降低、韌性減小●衰老細(xì)胞間間隙連接及膜內(nèi)顆粒的分布也發(fā)生變化6目前六頁\總數(shù)三十四頁\編于二十二點(diǎn)◆線粒體的變化●通常，細(xì)胞中線粒體的數(shù)量隨齡減少，而其體積則隨齡增大7目前七頁\總數(shù)三十四頁\編于二十二點(diǎn)細(xì)胞衰老的理論◆衰老的基因程序理論◆衰老的損傷積累理論◆細(xì)胞衰老的端粒假說◆細(xì)胞衰老的線粒體損傷論◆自由基理論8目前八頁\總數(shù)三十四頁\編于二十二點(diǎn)●氧化性損傷學(xué)說該理論認(rèn)為，代謝過程中產(chǎn)生的活性氧基團(tuán)或分子（reactiveoxygenspecies，ROS）引發(fā)的氧化性損傷的積累，最終導(dǎo)致衰老。ROS主要有三種類型：◆

O2-，即超氧自由基；◆

OH-，即羥自由基；◆

H2O2。它們的高度活性引發(fā)脂類、蛋白質(zhì)和核酸分子的氧化性損傷，從而導(dǎo)致細(xì)胞結(jié)構(gòu)的損傷乃至破壞。清除ROS，就可以延長壽命9目前九頁\總數(shù)三十四頁\編于二十二點(diǎn)16.2細(xì)胞凋亡(Apoptosis)◆又稱程序性細(xì)胞死亡(programmedcelldeath,PCD)。是一個主動的由基因決定的自動結(jié)束生命的過程?！馎poptosis的概念源自于希臘語，原意是指樹葉或花的自然凋落；●細(xì)胞發(fā)生程序性死亡時，就像樹葉或花的自然凋落一樣，凋亡的細(xì)胞散在于正常組織細(xì)胞中，無炎癥反應(yīng)，不遺留疤痕。●死亡的細(xì)胞碎片很快被巨噬細(xì)胞或鄰近細(xì)胞清除，不影響其他細(xì)胞的正常功能。10目前十頁\總數(shù)三十四頁\編于二十二點(diǎn)細(xì)胞壞死與程序性細(xì)胞死亡11目前十一頁\總數(shù)三十四頁\編于二十二點(diǎn)細(xì)胞壞死與程序性細(xì)胞死亡比較12目前十二頁\總數(shù)三十四頁\編于二十二點(diǎn)程序性死亡細(xì)胞的形態(tài)結(jié)構(gòu)變化凋亡小體的形成凋亡小體逐漸為鄰近的細(xì)胞吞噬并消化細(xì)胞表面的特化結(jié)構(gòu)如微絨毛消失，細(xì)胞間接觸的消失，但細(xì)胞膜依然完整；線粒體大體完整，但核糖體逐漸從內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上脫離，內(nèi)質(zhì)網(wǎng)囊腔膨脹，并逐漸與質(zhì)膜融合；染色質(zhì)固縮，形成新月形帽狀結(jié)構(gòu)等形態(tài)，沿著核膜分布。13目前十三頁\總數(shù)三十四頁\編于二十二點(diǎn)細(xì)胞凋亡的生化特征◆細(xì)胞凋亡的主要特征是形成大小為180～200bp特征性的DNAladders◆凋亡細(xì)胞tTG（組織轉(zhuǎn)谷氨酰胺酶tissueTransglutaminase）積累并達(dá)到較高水平14目前十四頁\總數(shù)三十四頁\編于二十二點(diǎn)程序性死亡細(xì)胞的DNA降解15目前十五頁\總數(shù)三十四頁\編于二十二點(diǎn)細(xì)胞凋亡的檢測◆形態(tài)學(xué)觀測：染色法、透射和掃描電鏡觀察◆DNA電泳：DNA片段就呈現(xiàn)出梯狀條帶◆TUNEL測定法，即DNA斷裂的原位末端標(biāo)記法◆彗星電泳法（cometassay）◆流式細(xì)胞分析根據(jù)凋亡細(xì)胞DNA斷裂和丟失，采用碘化丙啶使DNA

產(chǎn)生激發(fā)熒光，用流式細(xì)胞儀檢出凋亡的亞二倍體細(xì)胞，同時又能觀察細(xì)胞的周期狀態(tài)。16目前十六頁\總數(shù)三十四頁\編于二十二點(diǎn)16.3程序性細(xì)胞死亡的機(jī)理程序性細(xì)胞死亡相關(guān)基因◆程序性細(xì)胞死亡遺傳學(xué)相關(guān)基因●程序性死亡的遺傳控制●程序性死亡抑制基因◆程序性細(xì)胞死亡的過程●死亡激活期●死亡執(zhí)行期17目前十七頁\總數(shù)三十四頁\編于二十二點(diǎn)雌雄同體的秀麗新小桿線蟲18目前十八頁\總數(shù)三十四頁\編于二十二點(diǎn)◆秀麗新小桿線蟲中參與

程序性細(xì)胞死亡控制的基因●決定死亡的兩個基因，即ces-1(ces表示CE細(xì)胞存活的調(diào)控基因)和ces-2基因●執(zhí)行死亡的4個基因：ced-3、ced-4、ced-9和egl-1基因?！?個與死亡細(xì)胞被吞噬細(xì)胞所吞噬的基因，即ced-1、ced-2、ced-5、ced-6、ced-7、ced-10和ced-11?！袼劳黾?xì)胞在吞噬體中被降解的基因19目前十九頁\總數(shù)三十四頁\編于二十二點(diǎn)●ced-3、ced-4、ced-9和egl1-4個基因構(gòu)成了線蟲執(zhí)行死亡的“死亡機(jī)器”(deathmachinery);●ced-3和ced-4是細(xì)胞殺手;●ced-9可抵消ced-3和ced-4

的作用，防止細(xì)胞被殺死，因此是存活因子;●進(jìn)一步的研究發(fā)現(xiàn)真正的細(xì)胞殺手是ced-3而不是ced-4。20目前二十頁\總數(shù)三十四頁\編于二十二點(diǎn)程序性細(xì)胞死亡途徑及相關(guān)基因21目前二十一頁\總數(shù)三十四頁\編于二十二點(diǎn)Caspase家族與凋亡天冬氨酸特異性半胱氨酸蛋白酶◆自殺性蛋白水解酶是天冬氨酸特異性半胱氨酸蛋白酶(cysteine-containingaspartatespecificprotease),簡稱caspase;◆caspase-3、6、7和8在FAS/TNF介導(dǎo)的程序性細(xì)胞死亡途徑中起作用；◆caspase-9和3一起參與線粒體中Apaf-I、細(xì)胞色素c介導(dǎo)的程序性細(xì)胞死亡;◆在人類，已經(jīng)鑒定了10種不同的caspase。22目前二十二頁\總數(shù)三十四頁\編于二十二點(diǎn)執(zhí)行者caspase在程序性細(xì)胞死亡中的作用23目前二十三頁\總數(shù)三十四頁\編于二十二點(diǎn)◆能夠被caspase切割的靶蛋白●蛋白激酶●核纖層蛋白●細(xì)胞結(jié)構(gòu)蛋白●與DNA修復(fù)相關(guān)的酶類●caspase激活的DNase抑制蛋白。24目前二十四頁\總數(shù)三十四頁\編于二十二點(diǎn)Caspase活化Caspase自身以非活化的Procaspase存在，其激活依賴于其他的Caspase在它的天冬氨酸位點(diǎn)裂解活化或自身活化25目前二十五頁\總數(shù)三十四頁\編于二十二點(diǎn)胞外信號分子誘導(dǎo)的細(xì)胞凋亡途徑·凋亡信號通路當(dāng)細(xì)胞接受凋亡信號分子(Fas,TNF等)后，凋亡細(xì)胞表面信號分子受體相互聚集并與細(xì)胞內(nèi)的銜接蛋白(Adaptorprotein)結(jié)合，這些銜接蛋白又募集Procaspases聚集在受體部位，Procaspase相互活化并產(chǎn)生級聯(lián)反應(yīng)，使細(xì)胞凋亡·下游Caspases活化后，作用底物：裂解核纖層蛋白，導(dǎo)致細(xì)胞核形成凋亡小體；裂解DNase結(jié)合蛋白，使DNase釋放，降解DNA形成DNALadder;

裂解參與細(xì)胞連接或附著的骨架和其他蛋白，使凋亡細(xì)胞皺縮、脫落，便于細(xì)胞吞噬；導(dǎo)致膜脂PS重排，便于吞噬細(xì)胞識別并吞噬。26目前二十六頁\總數(shù)三十四頁\編于二十二點(diǎn)細(xì)胞內(nèi)源信號激發(fā)細(xì)胞程序性死亡27目前二十七頁\總數(shù)三十四頁\編于二十二點(diǎn)

Regulatorsandeffectorsapoptosis

28目前二十八頁\總數(shù)三十四頁\編于二十二點(diǎn)Bcl-2家族、線粒體與細(xì)胞凋亡◆Bcl-2是一種原癌基因，是ced-9在哺乳類中的同源物，能抑制細(xì)胞凋亡；與線粒體及內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜相結(jié)合；Bcl-2蛋白的羧基末端有一穿膜的結(jié)構(gòu)域；Bcl-2家族成員的基因中，常常含有三個保守的Bcl-2同源區(qū)，即BH1，BH2和BH3 ◆Bcl-2、線粒體與細(xì)胞凋亡 ◆哺乳動物細(xì)胞中發(fā)現(xiàn)的Apaf2即是CytC29目前二十九頁\總數(shù)三十四頁\編于二十二點(diǎn)基因產(chǎn)物功

能BCL-2凋亡抑制劑，可和Bax及Bak結(jié)合BCL-x其L型抑制凋亡，S型促進(jìn)凋亡，與Bax及Bak結(jié)合BCL-w凋亡抑制劑Bax凋亡促進(jìn)劑，可與BCL-2，BCL-XL，EIB19K結(jié)合Bak凋亡促進(jìn)劑，亦可作抑制劑，可與BCL-2，BCL-X和E1B19K結(jié)合MCL-1凋亡抑制劑Bad凋亡促進(jìn)劑，與BCL-2和BCL-XL結(jié)合Ced-9線蟲中的凋亡抑制劑，BCL-2同源物E1B19K腺病毒凋亡抑制劑，與Bax和Bak結(jié)合BCL-2家族成員30目前三十頁\總數(shù)三十四頁\編于二十二點(diǎn)Bcl-2、線粒體與細(xì)胞凋亡◆當(dāng)Caspase8活化后，它一方面作用于Procaspase3，另一方面使Bid裂解成2個片段，其中含BH3結(jié)構(gòu)域的C-端片段被運(yùn)送到線粒體，與Bcl-2/Bax的BH3結(jié)構(gòu)域形成復(fù)合物，導(dǎo)致細(xì)胞色素C釋放。CytC與胞質(zhì)中Ced4同源物Apaf-1(凋亡蛋白酶活化因子apoptosisproteaseactivatingfactor)結(jié)合并活化Apaf-1，活化的Apaf-1再活化Procasp