第十三章細胞衰老與凋亡詳解演示文稿

第十三章細胞衰老與凋亡詳解演示文稿當前第1頁\共有30頁\編于星期五\23點優(yōu)選第十三章細胞衰老與凋亡當前第2頁\共有30頁\編于星期五\23點細胞的壽限細胞也同生物體一樣，有一定的壽命，體內總有細胞不斷地衰老與死亡,同時又有細胞的增殖與新生進行補充。這不僅發(fā)生在胚胎發(fā)育過程中，在成年體內的各組織器官中也有細胞的死亡。當前第3頁\共有30頁\編于星期五\23點■Hayflick界限(Hayflicklifespan)1961年，Hayflick首次報道了體外培養(yǎng)的人的成纖維細胞具有增殖分裂的極限。他利用來自胚胎和成體的成纖維細胞進行體外培養(yǎng)，發(fā)現(xiàn)：胚胎的成纖維細胞分裂傳代50次后開始衰退和死亡，相反，來自成年組織的成纖維細胞只能培養(yǎng)15-30代就開始死亡。當前第4頁\共有30頁\編于星期五\23點體外培養(yǎng)的年輕和老的人成纖維細胞的顯微形態(tài)當前第5頁\共有30頁\編于星期五\23點圖物種的壽命與體外培養(yǎng)時細胞傳代次數的關系長壽物種的細胞體外培養(yǎng)的代數比短壽物種的細胞代數多，表明細胞的衰老是由生物本身的程序決定的?；疑糠直硎旧锏膲勖?，白色部分部份表示體外培養(yǎng)傳代的次數。當前第6頁\共有30頁\編于星期五\23點一、細胞衰老的特征（一）形態(tài)變化當前第7頁\共有30頁\編于星期五\23點當前第8頁\共有30頁\編于星期五\23點二、細胞衰老的分子機理■復制衰老的機制

人類染色體末端普遍存在端粒結構，但各類細胞端粒長度各有差異，一般體細胞的端粒比生殖細胞短。人類染色體端粒是由250～1500個進化上高度保守的TTAGGG重復順序組成，是由端粒酶催化合成的。正常人二倍體成纖維細胞在體外培養(yǎng)時隨代數的增加，細胞中的端粒以一定速率縮短，DNA每復制一次，端粒就縮短一段。人體血細胞與皮膚細胞端粒長度也隨增齡而相應縮短。因此，端粒記錄著細胞的年齡并預示它死亡的時限。當前第9頁\共有30頁\編于星期五\23點■衰老的遺傳程序論(geneticprogramtheory)衰老的遺傳程序論認為衰老是遺傳上的程序化過程，衰老是受特定基因控制的。一切生理功能的啟動和關閉都是按照一定程序進行的。這一理論有三方面的證據的支持：①Hayflick的細胞培養(yǎng)實驗；②發(fā)現(xiàn)人從30歲開始，人體各種器官的功能有1%的減退；③衰老基因控制的早老綜合癥。當前第10頁\共有30頁\編于星期五\23點圖早老癥兒童與正常兒童的比較左邊是一個正常健康的9歲兒童，右邊是一個患早老癥的8歲兒童當前第11頁\共有30頁\編于星期五\23點■衰老的損傷積累論損傷的積累可以通過細胞成分的磨損和撕裂的方式或合成錯誤的方式出現(xiàn)。這些錯誤包括DNA復制錯誤、蛋白質合成錯誤。最有代表性的理論是錯誤成災理論。它是指細胞大分子合成錯誤成災。意思說,細胞里的核酸和蛋白質在生物合成中如果由于某些原因發(fā)生差錯,當變質的非功能蛋白達到一定水平時,出現(xiàn)完全喪失功能的“錯誤災難”。

當前第12頁\共有30頁\編于星期五\23點■細胞衰老的線粒體損傷論用聚合酶鏈式反應(PCR)法檢查發(fā)現(xiàn)，成人心臟、肌肉和腦的線粒體有DNA片段低水平的丟失，胎腦和胎心則無此現(xiàn)象。此外，老年糖尿病亦與線粒體DNA的損傷有關等。研究發(fā)現(xiàn)老齡人各種mtDNA缺失突變存在突變“熱點”，即缺失突變的缺失片段5‘和3‘端斷裂位點的側翼具有4-13bp同向重復序列，如5kb常見缺失的側翼為13pb的5‘ACCTCCCTCACCA重復順序。動物實驗也證實線粒體DNA有隨年齡增加，其丟失頻率升高現(xiàn)象。當前第13頁\共有30頁\編于星期五\23點二、細胞死亡(celldeath)

細胞死亡的一般定義是細胞生命現(xiàn)象不可逆的停止。細胞死亡有兩種形式：一種為壞死性死亡，是由外部的化學、物理或生物因素的侵襲而造成的細胞崩潰裂解；另一種為程序性死亡，是細胞在一定的生理或病理條件下按照自身的程序結束其生存。多細胞生物隨時都在進行著有規(guī)律的程序化細胞死亡，如人類的淋巴細胞系統(tǒng)、神經系統(tǒng)等。當前第14頁\共有30頁\編于星期五\23點第二節(jié)程序性細胞死亡程序性細胞死亡又稱為細胞凋亡(apoptosis)。是指為維持內環(huán)境穩(wěn)定，由基因控制的細胞自主的有序性的死亡，它涉及一系列基因的激活、表達以及調控等的作用，因而是具有生理性和選擇性的。當前第15頁\共有30頁\編于星期五\23點細胞凋亡和壞死的區(qū)別：當前第16頁\共有30頁\編于星期五\23點ContrastofApoptosisandnecrosisApoptosisNecrosisDeathbyapoptosisisaneat,orderlyprocess當前第17頁\共有30頁\編于星期五\23點當前第18頁\共有30頁\編于星期五\23點當前第19頁\共有30頁\編于星期五\23點一、細胞凋亡的概念及生物學意義概念：是由一系列基因控制并受復雜信號調節(jié)的細胞自然死亡的現(xiàn)象。

生物學意義：細胞凋亡對于多細胞生物個體發(fā)育的正常進行，自穩(wěn)平衡的保持以及抵御外界各種因素的干擾方面都起著非常關鍵的作用。當前第20頁\共有30頁\編于星期五\23點當前第21頁\共有30頁\編于星期五\23點二、細胞凋亡的特征

細胞凋亡的形態(tài)學特征細胞凋亡的生化特征當前第22頁\共有30頁\編于星期五\23點（一）細胞凋亡的形態(tài)學特征凋亡的起始：細胞器、染色質等開始變化。凋亡小體的形成：質膜包裹染色質和細胞器。凋亡小體的消化：被吞噬細胞消化。當前第23頁\共有30頁\編于星期五\23點A、NormalcellB、Apoptosis:Apoptoticbodies當前第24頁\共有30頁\編于星期五\23點當前第25頁\共有30頁\編于星期五\23點當前第26頁\共有30頁\編于星期五\23點（二）細胞凋亡的生物化學特征

◆細胞凋亡的主要特征是形成大小為180-200bp特征性的DNAladders。◆凋亡細胞組織轉谷氨酰胺酶tTG積累并達到較高水平。當前第27頁\共有30頁\編于星期五\23點細胞色素c誘導的凋亡細胞DNA電泳圖1．細胞色素c誘導0h2．細胞色素c誘導1h3．細胞色素c誘導2h4．細胞色素c誘導3h5．細胞色素c誘導4h6．陰性對照7．Marker（自趙允、翟中和）當前第28頁\共有30頁\編于星期五\23點表程序性細胞死亡與細胞壞死的比較比較內容程序性細胞死亡細胞壞死質膜不破裂發(fā)生破裂細胞核固縮，DNA片段化彌漫性降解細胞質由質膜包圍形成凋亡小體溢出，細胞破裂成碎片細胞質生化改變溶酶體的酶增多溶酶體解體蛋白質合成有無基因活動由基因調控無基因調控自吞噬常見缺少線粒體自身吞噬腫脹誘發(fā)因素生理性信號強烈刺激信號對個體影響生長、發(fā)育、生存所必需引