醫(yī)學(xué)細(xì)胞生物學(xué)：細(xì)胞衰老與細(xì)胞死亡完整版

醫(yī)學(xué)細(xì)胞生物學(xué)

細(xì)胞衰老與細(xì)胞死亡CellSenescenceandCellDeath

學(xué)習(xí)目的與要求掌握細(xì)胞凋亡的概念及特征。熟悉細(xì)胞衰老的特點(diǎn)、表現(xiàn)、Hayflick界限。熟悉細(xì)胞死亡的分類(lèi)、特征。熟悉細(xì)胞自噬的概念、過(guò)程。了解細(xì)胞衰老的機(jī)制與學(xué)說(shuō)。了解細(xì)胞凋亡的分子機(jī)制和信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路。第一節(jié)第二節(jié)第三節(jié)中英文退出CellSenescenceandCellDeath細(xì)胞衰老與細(xì)胞死亡第一節(jié)細(xì)胞衰老一、細(xì)胞衰老的概念二、細(xì)胞衰老的表現(xiàn)三、細(xì)胞衰老的學(xué)說(shuō)與機(jī)制四、細(xì)胞衰老與疾病退出首頁(yè)CellSenescenceandCellDeath細(xì)胞衰老與細(xì)胞死亡一、細(xì)胞衰老的概念細(xì)胞衰老：細(xì)胞在正常條件下發(fā)生的生理功能衰退和增殖能力減弱以及形態(tài)發(fā)生改變并趨向死亡的現(xiàn)象。細(xì)胞衰老是機(jī)體的衰老和老年病發(fā)病的基礎(chǔ)。退出首頁(yè)CellSenescenceandCellDeath細(xì)胞衰老與細(xì)胞死亡(一)細(xì)胞衰老與機(jī)體的衰老既有區(qū)別又有聯(lián)系機(jī)體衰老：指絕大多數(shù)生物性成熟以后，機(jī)體形態(tài)結(jié)構(gòu)和生理功能逐漸退化或老化的過(guò)程，是一個(gè)受發(fā)育程序、環(huán)境因子等多種因素控制的、不可逆的生物學(xué)現(xiàn)象。退出首頁(yè)CellSenescenceandCellDeath細(xì)胞衰老與細(xì)胞死亡(一)細(xì)胞衰老與機(jī)體的衰老既有區(qū)別又有聯(lián)系細(xì)胞衰老與機(jī)體衰老的區(qū)別：機(jī)體的衰老與動(dòng)物的壽命密切相關(guān)；個(gè)別細(xì)胞，甚至機(jī)體局部許多細(xì)胞的衰老死亡并不影響機(jī)體的壽命。機(jī)體衰老并不代表所有細(xì)胞的衰老。細(xì)胞衰老與機(jī)體衰老的聯(lián)系：機(jī)體衰老與細(xì)胞衰老之間有著密切的聯(lián)系，機(jī)體衰老以細(xì)胞總體的衰老為基礎(chǔ)。退出首頁(yè)CellSenescenceandCellDeath細(xì)胞衰老與細(xì)胞死亡(二)機(jī)體內(nèi)各類(lèi)細(xì)胞的壽命不同根據(jù)細(xì)胞壽命情況將細(xì)胞分為三類(lèi)：細(xì)胞壽命接近于動(dòng)物的整體壽命，如神經(jīng)元、脂肪細(xì)胞、肌細(xì)胞等。緩慢更新的細(xì)胞，其壽命比機(jī)體的壽命短，如肝細(xì)胞、胃壁細(xì)胞等。快速更新且壽命較短的細(xì)胞，如皮膚的表皮細(xì)胞、紅細(xì)胞和白細(xì)胞等。退出首頁(yè)CellSenescenceandCellDeath細(xì)胞衰老與細(xì)胞死亡(三)細(xì)胞在體外培養(yǎng)條件下的壽命離體細(xì)胞同在體細(xì)胞一樣，也有一定的壽命，其壽命長(zhǎng)短取決于培養(yǎng)細(xì)胞的平均代數(shù)，所取培養(yǎng)組織的年齡、種屬等。Hayflick

界限（Hayflicklifespan）：體外培養(yǎng)細(xì)胞所具有增殖分裂的極限。

退出首頁(yè)CellSenescenceandCellDeath細(xì)胞衰老與細(xì)胞死亡二、細(xì)胞衰老的表現(xiàn)(一)細(xì)胞衰老的形態(tài)學(xué)改變退出首頁(yè)CellSenescenceandCellDeath細(xì)胞衰老與細(xì)胞死亡(二)細(xì)胞衰老的分子和代謝的改變DNA：復(fù)制與轉(zhuǎn)錄受到抑制；有個(gè)別基因會(huì)異常激活；端粒DNA丟失，mtDNA特異性缺失；DNA氧化、斷裂、缺失和交聯(lián)；甲基化程度降低。RNA：mRNA和tRNA含量降低。蛋白質(zhì)：含量下降；發(fā)生修飾反應(yīng)；穩(wěn)定性、抗原性和可降解性下降；肽鍵斷裂、交聯(lián)變性。退出首頁(yè)CellSenescenceandCellDeath細(xì)胞衰老與細(xì)胞死亡

衰老成纖維細(xì)胞β-半乳糖苷酶活性增強(qiáng)

（中國(guó)醫(yī)科大學(xué)曹流提供）

酶：活性中心被氧化，總的效應(yīng)是酶失活；但β-半

乳糖苷酶（senescence-associatedβ-galactosidase，

SA-βgal）活性增強(qiáng)。脂類(lèi)：不飽和脂肪酸被氧化，膜的流動(dòng)性降低。退出首頁(yè)CellSenescenceandCellDeath細(xì)胞衰老與細(xì)胞死亡三、細(xì)胞衰老的學(xué)說(shuō)與機(jī)制

1.遺傳決定學(xué)說(shuō)衰老是遺傳上的程序化過(guò)程，其推動(dòng)力和決定因素是遺傳的基因組；控制生長(zhǎng)發(fā)育和衰老的基因都在特定時(shí)期有序地開(kāi)啟和關(guān)閉。（一）細(xì)胞衰老的學(xué)說(shuō)退出首頁(yè)CellSenescenceandCellDeath細(xì)胞衰老與細(xì)胞死亡三、細(xì)胞衰老的學(xué)說(shuō)與機(jī)制

早衰兒童（不足8歲就表現(xiàn)出衰老特征）（一）細(xì)胞衰老的學(xué)說(shuō)退出首頁(yè)CellSenescenceandCellDeath細(xì)胞衰老與細(xì)胞死亡與衰老有關(guān)的基因

衰老相關(guān)基因（senescenceassociatedgene）：細(xì)胞衰老時(shí)，表達(dá)水平顯著高于年輕細(xì)胞。

如：MORF4基因，p16基因。p16被視為細(xì)胞壽命的關(guān)鍵調(diào)控基因，是人類(lèi)細(xì)胞衰老遺傳控制程序中的關(guān)鍵效應(yīng)物。

抗衰老基因，也稱(chēng)長(zhǎng)壽基因（longevitygene）。如：WRN基因，Klotho基因和SIRT1基因。退出首頁(yè)CellSenescenceandCellDeath細(xì)胞衰老與細(xì)胞死亡2.自由基學(xué)說(shuō)在代謝過(guò)程中產(chǎn)生的活性氧基團(tuán)或分子(OH，H2O2，超氧自由基)引發(fā)的氧化性損傷的積累，最終導(dǎo)致衰老。在正常條件下，人體內(nèi)自由基的產(chǎn)生有兩方面：外源性自由基：由環(huán)境中的高溫、輻射、光解、化學(xué)物質(zhì)等引起。內(nèi)源性自由基：由體內(nèi)各種代謝反應(yīng)產(chǎn)生，是人體自由基的主要來(lái)源。退出首頁(yè)CellSenescenceandCellDeath細(xì)胞衰老與細(xì)胞死亡2.自由基學(xué)說(shuō)產(chǎn)生的途徑：由線粒體呼吸鏈電子泄漏產(chǎn)生;由多功能氧化酶等催化底物羥化產(chǎn)生;非酶促反應(yīng)產(chǎn)生。退出首頁(yè)CellSenescenceandCellDeath細(xì)胞衰老與細(xì)胞死亡自由基導(dǎo)致細(xì)胞損傷：質(zhì)膜中不飽和脂肪酸氧化，導(dǎo)致膜運(yùn)輸功能紊亂以至喪失。蛋白質(zhì)的巰基化，造成蛋白質(zhì)發(fā)生交聯(lián)、變性，使酶失活。DNA鏈的斷裂、交聯(lián)、堿基羥基化、堿基切除等，對(duì)DNA造成損傷。有人認(rèn)為在衰老的原因中，99％是由自由基造成的。退出首頁(yè)CellSenescenceandCellDeath細(xì)胞衰老與細(xì)胞死亡3.端粒鐘學(xué)說(shuō)

端粒隨細(xì)胞的分裂不斷縮短，當(dāng)端粒長(zhǎng)度縮短到一定閾值時(shí)，細(xì)胞就進(jìn)入衰老過(guò)程。端粒：是染色體末端由簡(jiǎn)單串聯(lián)重復(fù)序列組成的特殊結(jié)構(gòu)；細(xì)胞分裂過(guò)程中，端粒不能完全復(fù)制而逐漸變短。端粒酶：是一種由RNA和蛋白質(zhì)組成的核糖核蛋白酶，可使端粒長(zhǎng)度增加，常見(jiàn)于生殖細(xì)胞和腫瘤細(xì)胞等細(xì)胞中。退出首頁(yè)CellSenescenceandCellDeath細(xì)胞衰老與細(xì)胞死亡目前人們根據(jù)端粒與端粒酶在細(xì)胞衰老上的研究成果，將細(xì)胞衰老區(qū)分為兩大類(lèi)：與端粒、端粒酶直接相關(guān)的復(fù)制性衰老；氧化應(yīng)激誘導(dǎo)的非端粒依賴(lài)性衰老，也被稱(chēng)為

早熟性衰老（prematuresenescence）。退出首頁(yè)CellSenescenceandCellDeath細(xì)胞衰老與細(xì)胞死亡由于細(xì)胞功能下降，細(xì)胞既不能將代謝廢物及時(shí)排出胞外，又不能將其降解與消化，導(dǎo)致代謝廢物越積越多，影響細(xì)胞代謝廢物的運(yùn)輸，阻礙了細(xì)胞的正常生理功能，最終引起細(xì)胞的衰老。如哺乳動(dòng)物脂褐質(zhì)的沉積。

4.代謝廢物積累退出首頁(yè)CellSenescenceandCellDeath細(xì)胞衰老與細(xì)胞死亡5.基因轉(zhuǎn)錄或翻譯差錯(cuò)學(xué)說(shuō)隨著年齡的增長(zhǎng)，細(xì)胞內(nèi)DNA復(fù)制效率下降，常會(huì)發(fā)生核酸、蛋白質(zhì)、酶等大分子的合成差錯(cuò)，差錯(cuò)的積累最終引起細(xì)胞功能降低，并逐漸導(dǎo)致細(xì)胞衰老、死亡。退出首頁(yè)CellSenescenceandCellDeath細(xì)胞衰老與細(xì)胞死亡6.其他學(xué)說(shuō)“神經(jīng)免疫網(wǎng)絡(luò)論”。“鈣調(diào)蛋白學(xué)說(shuō)”。“微量元素學(xué)說(shuō)”。退出首頁(yè)CellSenescenceandCellDeath細(xì)胞衰老與細(xì)胞死亡(二)復(fù)制性細(xì)胞衰老和氧化應(yīng)激誘導(dǎo)的非端粒依賴(lài)性細(xì)胞衰老的調(diào)控目前認(rèn)為，主要有兩條途徑調(diào)控細(xì)胞的衰老：復(fù)制性細(xì)胞衰老依賴(lài)于p53→p21、pRb→E2F信號(hào)通路的調(diào)控；氧化應(yīng)激誘導(dǎo)的非端粒依賴(lài)性細(xì)胞衰老受ERK→p38MAPK→p16→pRb信號(hào)通路的調(diào)控。未能通過(guò)G1/S檢查點(diǎn)的細(xì)胞將退出細(xì)胞周期，并走向衰老。退出首頁(yè)CellSenescenceandCellDeath細(xì)胞衰老與細(xì)胞死亡四、細(xì)胞衰老與疾病細(xì)胞衰老與早老性疾病有關(guān)，如Hutchinson-Gilford和Werner早衰癥。一般認(rèn)為，細(xì)胞衰老與老年性疾病如神經(jīng)退行性疾病、動(dòng)脈粥樣硬化性心血管疾病、糖尿病及腫瘤等密切相關(guān)。研究表明，組織干細(xì)胞衰老是機(jī)體衰老的重要原因之一，也與某些老年性疾病的發(fā)生相關(guān)聯(lián)。退出首頁(yè)CellSenescenceandCellDeath細(xì)胞衰老與細(xì)胞死亡第二節(jié)細(xì)胞死亡一、細(xì)胞死亡的原因、特征與形式二、細(xì)胞凋亡的概念與特征三、細(xì)胞凋亡的影響因素四、細(xì)胞凋亡的分子機(jī)制五、細(xì)胞凋亡的檢測(cè)六、細(xì)胞凋亡與疾病退出首頁(yè)CellSenescenceandCellDeath細(xì)胞衰老與細(xì)胞死亡細(xì)胞死亡是指細(xì)胞生命現(xiàn)象的終結(jié)，有兩種形式：細(xì)胞壞死（necrosis）：在外來(lái)致病因子作用下，細(xì)胞生命活動(dòng)被強(qiáng)行終止所致的病理性、被動(dòng)性的死亡過(guò)程。細(xì)胞凋亡（apoptosis）：在特定信號(hào)誘導(dǎo)下，細(xì)胞內(nèi)的死亡級(jí)聯(lián)反應(yīng)被觸發(fā)所致的生理或病理性、主動(dòng)性的死亡過(guò)程。近年來(lái)，有學(xué)者認(rèn)為細(xì)胞自噬也是細(xì)胞死亡的一種方式。退出首頁(yè)CellSenescenceandCellDeath細(xì)胞衰老與細(xì)胞死亡一、細(xì)胞死亡的原因、特征與形式

細(xì)胞死亡正常死亡非正常死亡（細(xì)胞壞死）環(huán)境因子病理狀態(tài)物理因素化學(xué)因素生物因素（一）細(xì)胞死亡的原因退出首頁(yè)CellSenescenceandCellDeath細(xì)胞衰老與細(xì)胞死亡判斷細(xì)胞是否死亡，可用特征性的形態(tài)改變?yōu)橹笜?biāo)：如細(xì)胞核的核膜斷裂，核仁溶解和消失等。細(xì)胞壞死時(shí)，質(zhì)膜破裂，細(xì)胞解體并引起周?chē)M織發(fā)生炎癥反應(yīng)；細(xì)胞凋亡時(shí)，質(zhì)膜保持完整，形成凋亡小體（apoptoticbodies），不引起炎癥反應(yīng)。判斷細(xì)胞是否死亡，還應(yīng)依據(jù)細(xì)胞是否還具有生理功能和繁殖能力。（二）細(xì)胞死亡的特征與形式退出首頁(yè)CellSenescenceandCellDeath細(xì)胞衰老與細(xì)胞死亡細(xì)胞凋亡（apoptosis）：又稱(chēng)程序性細(xì)胞死亡（programmedcelldeath,PCD），即在一定時(shí)間內(nèi)，細(xì)胞按一定的程序發(fā)生死亡，這種細(xì)胞死亡具有嚴(yán)格的基因時(shí)控性和選擇性。

細(xì)胞凋亡普遍存在于人類(lèi)及多種動(dòng)植物中，是多細(xì)胞生物體個(gè)體正常發(fā)育、維持成體組織結(jié)構(gòu)不可缺少的部分，貫穿于生物全部的生命活動(dòng)中。二、細(xì)胞凋亡的概念與特征退出首頁(yè)CellSenescenceandCellDeath細(xì)胞衰老與細(xì)胞死亡

細(xì)胞凋亡的事例A.發(fā)育中神經(jīng)細(xì)胞的凋亡；B.哺乳動(dòng)物手指和腳趾在發(fā)育早期是連在一起的，指（趾）間的蹼通過(guò)細(xì)胞凋亡被清除，使單個(gè)指（趾）分開(kāi)C.幼體的蝌蚪向成體發(fā)育過(guò)程中尾部細(xì)胞的凋亡退出首頁(yè)CellSenescenceandCellDeath細(xì)胞衰老與細(xì)胞死亡(一)細(xì)胞凋亡的形態(tài)學(xué)特征主要包括細(xì)胞皺縮（cellshrinkage）、染色質(zhì)凝聚（chromatin

condensation）、凋亡小體形成、細(xì)胞骨架解體等，其中以胞核的變化最為顯著。細(xì)胞核的變化：

核DNA斷裂濃縮成染色質(zhì)塊，呈多種形態(tài)核膜斷裂，形成核碎片。凋亡細(xì)胞核的“新月?tīng)睢苯Y(jié)構(gòu)（浙江大學(xué)李繼承提供）

退出首頁(yè)CellSenescenceandCellDeath細(xì)胞衰老與細(xì)胞死亡細(xì)胞質(zhì)的變化:胞質(zhì)濃縮；線粒體增大，嵴增多，出現(xiàn)空泡化；內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔膨大；細(xì)胞骨架結(jié)構(gòu)變得致密和紊亂。退出首頁(yè)CellSenescenceandCellDeath細(xì)胞衰老與細(xì)胞死亡細(xì)胞膜的變化:原有的特化結(jié)構(gòu)消失；細(xì)胞膜起泡，但仍保持完整；細(xì)胞膜內(nèi)側(cè)的磷脂酰絲氨酸（phosphatidylserine,PS）翻轉(zhuǎn)到細(xì)胞膜的表面。退出首頁(yè)CellSenescenceandCellDeath細(xì)胞衰老與細(xì)胞死亡凋亡小體的形成有三種方式：發(fā)芽脫落機(jī)制；分隔機(jī)制；自噬體形成機(jī)制。A.正常細(xì)胞B.微絨毛消失C.凋亡小體掃描電鏡下的凋亡細(xì)胞表面變化（山東大學(xué)辛華提供）退出首頁(yè)CellSenescenceandCellDeath細(xì)胞衰老與細(xì)胞死亡DNA片段化細(xì)胞凋亡時(shí)，內(nèi)源性核酸內(nèi)切酶（endonuclease）活化，特異地在相鄰核小體的連接區(qū)切斷DNA鏈，形成長(zhǎng)度為180~200bp整數(shù)倍的寡聚核苷酸片段，在進(jìn)行瓊脂糖凝膠電泳時(shí)，凋亡細(xì)胞表現(xiàn)出特征性的DNA梯狀條帶（DNAladders）。(二)凋亡細(xì)胞的生化改變退出首頁(yè)CellSenescenceandCellDeath細(xì)胞衰老與細(xì)胞死亡凋亡細(xì)胞DNA凝膠電泳時(shí)呈現(xiàn)梯狀條帶A.細(xì)胞凋亡中DNA內(nèi)切酶的活化B.細(xì)胞凋亡所形成的180~200bp整倍性DNA片段

退出首頁(yè)CellSenescenceandCellDeath細(xì)胞衰老與細(xì)胞死亡2.細(xì)胞凋亡中的蛋白酶細(xì)胞凋亡是通過(guò)多種蛋白酶控制的，蛋白酶級(jí)聯(lián)切割是凋亡最關(guān)鍵的過(guò)程。3.胞漿Ca2+、pH的變化Ca2+通過(guò)兩條途徑誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡：胞內(nèi)Ca2+庫(kù)釋放，胞外Ca2+內(nèi)流，啟動(dòng)凋亡；Ca2+的釋放打破細(xì)胞內(nèi)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定，觸發(fā)凋亡。胞漿堿化和酸化均能影響細(xì)胞凋亡。

退出首頁(yè)CellSenescenceandCellDeath細(xì)胞衰老與細(xì)胞死亡4．線粒體在細(xì)胞凋亡中的作用凋亡時(shí)，線粒體發(fā)生一系列顯著的變化：

呼吸鏈?zhǔn)軗p，能量代謝受到破壞，導(dǎo)致細(xì)胞死亡；釋放細(xì)胞色素C（cytochromeC,cytC），激活半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶；產(chǎn)生活性氧類(lèi)物質(zhì)（reactiveoxygenspecies,ROS）；線粒體滲透轉(zhuǎn)變孔（permeabilitytransitionpores,PTpores）通透性增高，觸發(fā)級(jí)聯(lián)反應(yīng)。退出首頁(yè)CellSenescenceandCellDeath細(xì)胞衰老與細(xì)胞死亡細(xì)胞凋亡的性質(zhì)與細(xì)胞壞死完全不同，兩者屬于截然不同的細(xì)胞學(xué)現(xiàn)象。細(xì)胞凋亡與細(xì)胞壞死的形態(tài)比較

退出首頁(yè)CellSenescenceandCellDeath細(xì)胞衰老與細(xì)胞死亡

細(xì)胞壞死與細(xì)胞凋亡退出首頁(yè)CellSenescenceandCellDeath細(xì)胞衰老與細(xì)胞死亡細(xì)胞凋亡和細(xì)胞壞死的區(qū)別區(qū)別點(diǎn)細(xì)胞凋亡細(xì)胞壞死起因生理或病理性病理性變化或劇烈損傷范圍單個(gè)散在細(xì)胞大片組織或成群細(xì)胞細(xì)胞膜完整，形成凋亡小體破損細(xì)胞核固縮，DNA片段化彌漫性降解染色質(zhì)凝聚在核膜下呈半月?tīng)畛市鯛罹€粒體自身吞噬腫脹細(xì)胞體積固縮變小腫脹變大凋亡小體有，被相鄰細(xì)胞或巨噬細(xì)胞吞噬無(wú)，細(xì)胞自溶，殘余碎片被巨噬細(xì)胞吞噬基因組DNA有控降解，電泳圖譜呈梯狀隨機(jī)降解，電泳圖譜呈涂抹狀基因活動(dòng)由基因調(diào)控?zé)o基因調(diào)控自吞噬常見(jiàn)缺少蛋白質(zhì)合成有無(wú)退出首頁(yè)CellSenescenceandCellDeath細(xì)胞衰老與細(xì)胞死亡(三)失巢凋亡是又一種形式的細(xì)胞程序死亡失巢凋亡（anoikis）：是又一種形式的細(xì)胞程序死亡，是在脫離原來(lái)生存環(huán)境的特殊情況下發(fā)生的細(xì)胞凋亡，是因細(xì)胞與細(xì)胞外基質(zhì)和其他細(xì)胞脫離接觸而誘發(fā)的。在細(xì)胞分化生長(zhǎng)周期短、組織更新快的細(xì)胞中表現(xiàn)更為明顯。例如，小腸上皮細(xì)胞、骨骼肌細(xì)胞、胚胎成纖維細(xì)胞等。退出首頁(yè)CellSenescenceandCellDeath細(xì)胞衰老與細(xì)胞死亡(三)失巢凋亡是又一種形式的細(xì)胞程序死亡失巢凋亡的意義：防止脫落的細(xì)胞種植并生長(zhǎng)于其他不適宜的地方。腫瘤細(xì)胞，尤其是轉(zhuǎn)移的惡性腫瘤細(xì)胞，具有極強(qiáng)的抗失巢凋亡特性，從瘤體上脫落進(jìn)入循環(huán)系統(tǒng)后并不發(fā)生凋亡，從而完成轉(zhuǎn)移過(guò)程。退出首頁(yè)CellSenescenceandCellDeath細(xì)胞衰老與細(xì)胞死亡三、細(xì)胞凋亡的影響因素細(xì)胞凋亡的誘發(fā)因素：生理性誘導(dǎo)因子：腫瘤壞死因子、轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子β、神經(jīng)遞質(zhì)、Ca2+、糖皮質(zhì)激素等；損傷相關(guān)因子：

熱休克、病毒感染、細(xì)菌毒素、原癌基因、抑癌基因等。細(xì)胞凋亡的發(fā)生受兩種因素調(diào)節(jié)：退出首頁(yè)CellSenescenceandCellDeath細(xì)胞衰老與細(xì)胞死亡三、細(xì)胞凋亡的影響因素細(xì)胞凋亡的誘發(fā)因素：疾病治療相關(guān)因子：化療、放療、生物治療、中藥治療等；某些細(xì)胞毒性物質(zhì)：如乙醇、氧化砷、β-淀粉樣肽等。細(xì)胞凋亡的發(fā)生受兩種因素調(diào)節(jié)：退出首頁(yè)CellSenescenceandCellDeath細(xì)胞衰老與細(xì)胞死亡細(xì)胞凋亡的抑制因素：

生理性抑制因子：如bcl-2原癌基因、突變型p53、各種生長(zhǎng)因子、細(xì)胞外基質(zhì)等。病毒基因：

其他：線蟲(chóng)的ced-9基因、半胱氨酸蛋白酶抑制劑、鈣蛋白酶抑制因子、促癌劑。退出首頁(yè)CellSenescenceandCellDeath細(xì)胞衰老與細(xì)胞死亡四、細(xì)胞凋亡的分子機(jī)制(一)細(xì)胞凋亡受多種基因調(diào)控調(diào)控細(xì)胞凋亡的ced基因家族與線蟲(chóng)細(xì)胞凋亡的相關(guān)基因可大致分為4組：第一組基因：包含ced-3、ced-4和ced-9基因，在線蟲(chóng)的凋亡調(diào)控中有重要意義；第二組基因：包含ced-1、ced-2、ced-5～ced-8以及ced-10，與凋亡細(xì)胞被吞噬清除過(guò)程有關(guān)；退出首頁(yè)CellSenescenceandCellDeath細(xì)胞衰老與細(xì)胞死亡四、細(xì)胞凋亡的分子機(jī)制(一)細(xì)胞凋亡受多種基因調(diào)控調(diào)控細(xì)胞凋亡的ced基因家族與線蟲(chóng)細(xì)胞凋亡的相關(guān)基因可大致分為4組：第三組基因：包含核酸酶基因1（nmc-1），并非凋亡所必需；第四組基因：包括ces-1、ces-2以及egl-1和her-1，是影響特異細(xì)胞類(lèi)型凋亡的基因，與某些神經(jīng)元和生殖系統(tǒng)體細(xì)胞的凋亡有關(guān)。退出首頁(yè)CellSenescenceandCellDeath細(xì)胞衰老與細(xì)胞死亡⑴ced-3和ced-4基因：這兩個(gè)基因的激活是線蟲(chóng)細(xì)胞凋亡起始或繼續(xù)所必需的。表達(dá)時(shí)期：線蟲(chóng)胚胎發(fā)生期（凋亡多發(fā)期）。ced-3的哺乳類(lèi)同源物：半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶家族，它們共同特點(diǎn)是能特異性地?cái)嚅_(kāi)天門(mén)冬氨酸殘基后的肽鍵。ced-4的哺乳類(lèi)同源物：細(xì)胞凋亡蛋白酶活化因子-1（apoptosisproteaseactivatingfactor-1，Apaf-1）。退出首頁(yè)CellSenescenceandCellDeath細(xì)胞衰老與細(xì)胞死亡⑵ced-9基因：與ced-4基因相反。抑制半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶的活化，抑制線蟲(chóng)體細(xì)胞凋亡的發(fā)生，也稱(chēng)為“抗凋亡基因”（anti-apoptosisgene）。ced-9與哺乳動(dòng)物的bcl-2家族具有一定的同源性。退出首頁(yè)CellSenescenceandCellDeath細(xì)胞衰老與細(xì)胞死亡2.既能抑制又能促進(jìn)細(xì)胞凋亡的bcl-2基因家族bcl-2基因是B細(xì)胞淋巴瘤/白血病-2(B-celllymphoma/leukemia-2,bcl-2)的縮寫(xiě)。有的成員對(duì)凋亡起抑制作用，如Bcl-2；有的成員是凋亡的促進(jìn)者，如Bad、Bax等。退出首頁(yè)CellSenescenceandCellDeath細(xì)胞衰老與細(xì)胞死亡3.可促進(jìn)細(xì)胞凋亡的ice基因

白細(xì)胞介素-1β轉(zhuǎn)換酶（interleukin-1βconvertingenzyme,ICE）基因與線蟲(chóng)的ced-3基因在DNA序列上高度同源。ICE蛋白是一種半胱氨酸蛋白酶，其作用是將前白細(xì)胞介素-1β分解成有生理活性的白細(xì)胞介素-1β。退出首頁(yè)CellSenescenceandCellDeath細(xì)胞衰老與細(xì)胞死亡4.參與調(diào)節(jié)細(xì)胞凋亡的p53基因P53是抑癌基因，能引起細(xì)胞周期阻滯，誘導(dǎo)凋亡和促進(jìn)細(xì)胞終末分化。人類(lèi)p53蛋白存在兩種形式，二者均參與調(diào)節(jié)細(xì)胞凋亡：野生型（wtp53）：對(duì)細(xì)胞增殖、轉(zhuǎn)化有抑制作用，故能促進(jìn)凋亡。突變型（mtp53）：可滅活野生型的功能，抑制凋亡并導(dǎo)致細(xì)胞轉(zhuǎn)化和過(guò)度增殖而產(chǎn)生腫瘤行為。退出首頁(yè)CellSenescenceandCellDeath細(xì)胞衰老與細(xì)胞死亡5.可觸發(fā)細(xì)胞凋亡的Fas和FasLFas是屬于腫瘤壞死因子受體（tumornecrosisfactorreceptor,TNFR）和神經(jīng)生長(zhǎng)因子受體（nervegrowthfactorreceptor,NGFR）超家族的細(xì)胞表面分子。Fas配體(Fasligand,FasL)是TNF家族的細(xì)胞表面分子。退出首頁(yè)CellSenescenceandCellDeath細(xì)胞衰老與細(xì)胞死亡5.可觸發(fā)細(xì)胞凋亡的Fas和FasLFasL與其受體Fas結(jié)合將導(dǎo)致攜帶Fas的細(xì)胞凋亡。Fas/FasL的重要生理作用表現(xiàn)在：Fas/FasL觸發(fā)細(xì)胞凋亡。Fas/FasL對(duì)免疫系統(tǒng)細(xì)胞的死亡起重要作用。Fas/FasL介導(dǎo)免疫“赦免”。退出首頁(yè)CellSenescenceandCellDeath細(xì)胞衰老與細(xì)胞死亡6.c-myc基因既是凋亡的激活因子又是抑制因素

c-myc基因可以產(chǎn)生兩種翻譯產(chǎn)物c-Myc1和c-Myc2，兩者的作用不同，有時(shí)甚至是相反的，受作用細(xì)胞的微環(huán)境、時(shí)期、位點(diǎn)以及自身的質(zhì)和量的影響。

c-myc主要參與轉(zhuǎn)錄，既是凋亡的激活子又是凋亡的抑制因素。除了上述基因或蛋白產(chǎn)物，其他一些基因如jun基因、c-fos基因及myb基因等都已證明與凋亡有關(guān)。退出首頁(yè)CellSenescenceandCellDeath細(xì)胞衰老與細(xì)胞死亡細(xì)胞凋亡的信號(hào)傳導(dǎo)途徑具有以下特點(diǎn)：傳導(dǎo)途徑的啟動(dòng)可因細(xì)胞的種類(lèi)、來(lái)源、生長(zhǎng)環(huán)境及誘因的不同而存在差異；凋亡信號(hào)傳導(dǎo)系統(tǒng)具有多樣性；細(xì)胞凋亡的信號(hào)途徑與細(xì)胞增殖、分化的途徑存在一些共同通路；凋亡的多條信號(hào)途徑間存在互通的交叉部分。(二)細(xì)胞凋亡的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路主要由死亡受體和線粒體介導(dǎo)退出首頁(yè)CellSenescenceandCellDeath細(xì)胞衰老與細(xì)胞死亡1.死亡受體介導(dǎo)的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路

細(xì)胞外的許多信號(hào)分子可以與細(xì)胞表面相應(yīng)的死亡受體（deathreceptor,DR）結(jié)合，激活細(xì)胞凋亡信號(hào)通路，導(dǎo)致細(xì)胞凋亡。哺乳動(dòng)物的死亡受體屬于腫瘤壞死因子受體和神經(jīng)生長(zhǎng)因子受體超家族，主要成員有Fas/Apo-1/CD95，DR-4/TRAIL-R1，DR3/WSL-1/Apo-3/TRAMP等。退出首頁(yè)CellSenescenceandCellDeath細(xì)胞衰老與細(xì)胞死亡2.線粒體介導(dǎo)的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路線粒體在細(xì)胞凋亡中處于凋亡調(diào)控的重要位置，許多凋亡信號(hào)（如DNA損傷、氧化劑等）都可以引起線粒體的損傷和膜滲透性改變。Bcl-2家族的蛋白定位于線粒體膜上，阻止cytC從線粒體釋放來(lái)抑制凋亡；BAX與線粒體上的膜通道結(jié)合，促使cytC的釋放而促進(jìn)凋亡。退出首頁(yè)CellSenescenceandCellDeath細(xì)胞衰老與細(xì)胞死亡哺乳動(dòng)物細(xì)胞凋亡的主要信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路退出首頁(yè)CellSenescenceandCellDeath細(xì)胞衰老與細(xì)胞死亡3.其他轉(zhuǎn)導(dǎo)通路

線粒體內(nèi)可能存在核酸內(nèi)切酶G（endonucleaseG）、凋亡誘導(dǎo)因子（AIF）和凋亡抑制因子（IAP）的抑制蛋白Smac/Diablo，這些蛋白因子可能參與了不依賴(lài)caspases的凋亡途徑。退出首頁(yè)CellSenescenceandCellDeath細(xì)胞衰老與細(xì)胞死亡五、細(xì)胞凋亡的檢測(cè)(一)形態(tài)學(xué)檢測(cè)普通光學(xué)顯微鏡：HE染色、甲基綠－派諾寧染色、Giemsa染色；熒光顯微鏡：熒光（如吖啶橙、Heochst33258染色）；電子顯微鏡：超薄切片。退出首頁(yè)CellSenescenceandCellDeath細(xì)胞衰老與細(xì)胞死亡細(xì)胞凋亡最顯著的生化特征：內(nèi)源性核酸酶激活后，染色體斷裂形成約為180~200bp或其多聚體組成的寡核苷酸片段。可用下述方法檢測(cè)：瓊脂糖凝膠電泳法；原位末端標(biāo)記法；ELISA法。(二)生化特征檢測(cè)退出首頁(yè)CellSenescenceandCellDeath細(xì)胞衰老與細(xì)胞死亡(三)流式細(xì)胞儀檢測(cè)流式細(xì)胞儀檢測(cè)凋亡的原理：凋亡使細(xì)胞在細(xì)胞、亞細(xì)胞和分子水平發(fā)生特征性改變，造成熒光染料對(duì)凋亡細(xì)胞DNA可染性（DNAstainability）發(fā)生改變；凋亡使細(xì)胞形態(tài)發(fā)生改變，影響光散射特性。退出首頁(yè)CellSenescenceandCellDeath細(xì)胞衰老與細(xì)胞死亡六、細(xì)胞凋亡與疾病

(一)細(xì)胞凋亡過(guò)低導(dǎo)致相關(guān)的疾病發(fā)生

腫瘤：凋亡抑制基因和凋亡活化基因表達(dá)異常。系統(tǒng)性紅斑狼瘡：Fas表達(dá)缺陷，導(dǎo)致T淋巴細(xì)胞凋亡障礙。退出首頁(yè)CellSenescenceandCellDeath細(xì)胞衰老與細(xì)胞死亡六、細(xì)胞凋亡與疾病

(二)細(xì)胞凋亡過(guò)度導(dǎo)致相關(guān)的疾病發(fā)生

神經(jīng)退行性疾??；AIDS；心血管疾病。退出首頁(yè)CellSenescenceandCellDeath細(xì)胞衰老與細(xì)胞死亡第三節(jié)細(xì)胞自噬一、細(xì)胞自噬的定義與分類(lèi)二、細(xì)胞自噬的發(fā)生過(guò)程與調(diào)控三、細(xì)胞自噬的醫(yī)學(xué)意義退出首頁(yè)CellSenescenceandCellDeath細(xì)胞衰老與細(xì)胞死亡一、細(xì)胞自噬的定義與分類(lèi)（一）細(xì)胞自噬的定義是生物進(jìn)化中被優(yōu)先保留下來(lái)的一種維持細(xì)胞穩(wěn)態(tài)的生理機(jī)制。細(xì)胞自噬（autophagy）：胞漿內(nèi)大分子物質(zhì)和細(xì)胞器在膜包囊泡中大量降解的生物學(xué)過(guò)程。意義：通過(guò)自噬實(shí)現(xiàn)細(xì)胞本身的代謝需要和細(xì)胞器的更新。細(xì)胞自噬與生物體的發(fā)育、分化相關(guān)。退出首頁(yè)CellSenescenceandCellDeath細(xì)胞衰老與細(xì)胞死亡一、細(xì)胞自噬的定義與分類(lèi)（一）細(xì)胞自噬的定義自噬體退出首頁(yè)CellSenescenceandCellDeath細(xì)胞衰老與細(xì)胞死亡（二）細(xì)胞自噬可區(qū)分為三種類(lèi)型根據(jù)細(xì)胞內(nèi)底物運(yùn)送到溶酶體腔方式的不同，哺乳動(dòng)物細(xì)胞自噬可分為3種主要類(lèi)型：

微自噬（micro-autophagy）：底物被溶酶體的膜直接包裹并降解。

巨自噬（macroautophagy）：是自噬形式中最普遍的一種。底物被非溶酶體來(lái)源的雙層膜包裹，形成自噬泡，在溶酶體中降解。退出首頁(yè)CellSenescenceandCellDeath細(xì)胞衰老與細(xì)胞死亡（二）細(xì)胞自噬可區(qū)分為三種類(lèi)型根據(jù)細(xì)胞內(nèi)底物運(yùn)送到溶酶體腔方式的不同，哺乳動(dòng)物細(xì)胞自噬可分為3種主要類(lèi)型：分子伴侶介導(dǎo)的自噬（chaperone-mediatedautophagy，CMA）：分子伴侶與底物蛋白分子結(jié)合，與溶酶體膜受體結(jié)合后，在溶酶體內(nèi)降解，整個(gè)過(guò)程不需要囊泡的參與。退出首頁(yè)CellSenescenceandCellDeath細(xì)胞衰老與細(xì)胞死亡（一）細(xì)胞自噬的發(fā)生過(guò)程底物誘導(dǎo)自噬前體（proautophagosome,PAS）的形成：細(xì)胞胞漿中出現(xiàn)游離雙層膜結(jié)構(gòu)。自噬體形成：自噬前體包裹細(xì)胞質(zhì)或損傷/衰老的細(xì)胞器。自噬體與溶酶體融合：形成自噬溶酶體（autophagolysosomeorautolysosome）。

自噬體內(nèi)容物被降解。二、細(xì)胞自噬的發(fā)生過(guò)程與調(diào)控退出首頁(yè)CellSenescenceandCellDeath細(xì)胞衰老與細(xì)胞死亡（一）細(xì)胞自噬的發(fā)生過(guò)程二、細(xì)胞自噬的發(fā)生過(guò)程與調(diào)控細(xì)胞自噬過(guò)程示意圖退出首頁(yè)CellSenescenceandCellDeath細(xì)胞衰老與細(xì)胞死亡有多種基因產(chǎn)物參與到細(xì)胞自噬的發(fā)生過(guò)程。在哺乳動(dòng)物自噬體形成過(guò)程中，由Atg3、Atg5、Atg7、Atg10、Atg12參與的Atg復(fù)合物形成過(guò)程和LC3（microtubule-associatedprotein1lightchain3，MAP1-LC3）泛素化過(guò)程起著至關(guān)重要的作用。

退出首頁(yè)CellSenescenceandCellDeath細(xì)胞衰老與細(xì)胞死亡自噬體（膜）形成

退出首頁(yè)CellSenescenceandCellDeath細(xì)胞衰老與細(xì)胞死亡大隅良典（二）細(xì)胞自噬的調(diào)控

細(xì)胞自噬作為生命現(xiàn)象中重要的生理性反應(yīng),其動(dòng)態(tài)平衡通常受到嚴(yán)格調(diào)控，以保持相對(duì)穩(wěn)定。自噬體的形成依賴(lài)于III型磷脂酰肌醇三磷酸激