細胞衰老與死亡細胞生物學件

關于細胞衰老與死亡細胞生物學件第一節(jié)細胞衰老

(Cellaging)

細胞衰老：細胞群體在一定的生命期內，形態(tài)、結構和功能發(fā)生一系列退化性變化并最終走向死亡的過程。一、細胞衰老是機體衰老的基礎第2頁,共52頁，2024年2月25日，星期天衰老細胞：β半乳糖苷酶檢測呈強陽性第3頁,共52頁，2024年2月25日，星期天Hayflick極限體外培養(yǎng)的細胞增殖能力不是無限的，傳代次數(shù)有一定的界限，稱為“Hayflick極限”。傳代次數(shù)與物種壽命有關：小鼠壽命3年，傳代12次；龜壽命200年，傳代140次。傳代次數(shù)與個體年齡成反比：人胚胎，40-60代；幼年，20-40代；成年，10-30代；早老病兒童，2-10代。

第4頁,共52頁，2024年2月25日，星期天八歲的正常兒童（左）與早老癥兒童（右）第5頁,共52頁，2024年2月25日，星期天二、細胞衰老的機制

1.損傷-應答理論

損傷的累積和對損傷的兩方面共同決定細胞的衰老和壽命。應答能力的強弱由物種的特定基因決定。到第6頁,共52頁，2024年2月25日，星期天代謝產(chǎn)物中引發(fā)細胞損傷的主要是氧自由基。氧自由基導致DNA損傷、脂類過氧化、蛋白質變性，特別是對DNA的損傷超過一定限度后，細胞就走向死亡。細胞內存在一套抗氧化酶及抗氧化小分子，如超氧化物歧化酶（SOD），谷胱苷肽等能夠清除代謝過程中產(chǎn)生的氧自由基，以降低其導致的損傷作用。返回第7頁,共52頁，2024年2月25日，星期天第8頁,共52頁，2024年2月25日，星期天2.端粒理論

端粒是位于染色體兩端的重復DNA序列，細胞分裂時，部分端粒丟失，被細胞感知為DNA損傷。端粒酶可補充丟失的端粒。端粒的長度決定細胞的壽命，端粒的縮短導致細胞的衰老和死亡。

第9頁,共52頁，2024年2月25日，星期天三、細胞衰老的特征1.水分減少、體積改變2.生化代謝與化學組成的改變蛋白質合成速度下降，酶含量減少或功能降低。3.代謝廢物——脂褐素的堆積脂褐素的堆積嚴重影響細胞的代謝活動。第10頁,共52頁，2024年2月25日，星期天4.細胞膜化學成分及功能的改變磷脂含量下降，細胞膜的黏滯性增加，流動性降低，導致細胞膜轉導跨膜信號和物質轉運的功能大大降低。5.細胞結構的改變多種細胞器的形態(tài)功能發(fā)生改變，如細胞核、線粒體、溶酶體等。第11頁,共52頁，2024年2月25日，星期天第二節(jié)細胞死亡

(Celldeath)

一、

細胞凋亡的概念

細胞死亡有兩種形式：細胞凋亡和細胞壞死

細胞凋亡（apoptosis):

apoptosis為希臘語，原指秋天時樹葉自然凋零。細胞凋亡指細胞在一定的生理和病理條件下，遵循自身的程序，自己結束生命的過程。

細胞壞死(necrosis):外來致病因素作用下使得細胞正常代謝活動被強行中斷而引起的“意外”的、被動性死亡過程，只見于病理情況下。第12頁,共52頁，2024年2月25日，星期天壞死凋亡第13頁,共52頁，2024年2月25日，星期天

細胞壞死細胞凋亡第14頁,共52頁，2024年2月25日，星期天第15頁,共52頁，2024年2月25日，星期天程序性細胞死亡（PCD）指在生長發(fā)育過程中細胞在基因調控下，按照一定時空順序發(fā)生的生理性死亡。細胞凋亡是形態(tài)學的概念，程序性細胞死亡是功能上的概念。第16頁,共52頁，2024年2月25日，星期天二、細胞凋亡的生物學意義1.細胞凋亡與個體發(fā)育在個體發(fā)育過程中的細胞凋亡是保證個體正常發(fā)育所必需的。2.細胞凋亡與免疫

形成自身抗原耐受、防止過高的免疫應答、激活淋巴細胞對靶細胞的凋亡。第17頁,共52頁，2024年2月25日，星期天第18頁,共52頁，2024年2月25日，星期天3.細胞凋亡與衰老通過凋亡可及時清除衰老細胞，降低機體癌變的危險。4.細胞凋亡與損傷修復當DNA損傷不可逆轉時，可通過細胞凋亡清除損傷細胞。5.細胞凋亡與腫瘤細胞增殖與凋亡的速度平衡失調可造成腫瘤的發(fā)生。第19頁,共52頁，2024年2月25日，星期天NobelPrize2002第20頁,共52頁，2024年2月25日，星期天第21頁,共52頁，2024年2月25日，星期天第22頁,共52頁，2024年2月25日，星期天第23頁,共52頁，2024年2月25日，星期天第24頁,共52頁，2024年2月25日，星期天第25頁,共52頁，2024年2月25日，星期天Figure1.SydneyBrenner,laboratoryandCaernorhabditiselegans.Photo:MRCLaboratoryofMolecularBiology.第26頁,共52頁，2024年2月25日，星期天第27頁,共52頁，2024年2月25日，星期天第28頁,共52頁，2024年2月25日，星期天Figure4.Thefirstdivisionoftwooftheventralcordneuroblasts,viewedbyNomarskiopticsinalivinganimal.[SulstonandHorvitz,1977].第29頁,共52頁，2024年2月25日，星期天Figure5.Drawingsrecordingneuroblastdivisionsoveratwohourperiodintheanteriorventralcordandretrovesicularganglion,1974.第30頁,共52頁，2024年2月25日，星期天Figure7.Celllineagesoftheventralcord.第31頁,共52頁，2024年2月25日，星期天第32頁,共52頁，2024年2月25日，星期天第33頁,共52頁，2024年2月25日，星期天1.形態(tài)學特征2.生化特征3.線粒體結構和功能的改變三、細胞凋亡的特征to第34頁,共52頁，2024年2月25日，星期天第35頁,共52頁，2024年2月25日，星期天凋亡小體back第36頁,共52頁，2024年2月25日，星期天生化特征（1）胱冬肽酶級聯(lián)反應及其在凋亡中的作用（2）DNA的降解（3）ATP的消耗返回第37頁,共52頁，2024年2月25日，星期天細胞凋亡過程中涉及到一系列胱冬肽酶（caspase）,由這些蛋白酶構成的級聯(lián)反應是凋亡過程的核心。1）胱冬肽酶級聯(lián)反應2）胱冬肽酶的作用底物3）胱冬肽酶在細胞凋亡中的作用返回第38頁,共52頁，2024年2月25日，星期天返回第39頁,共52頁，2024年2月25日，星期天胱冬肽酶在細胞凋亡中的作用：滅活細胞凋亡發(fā)生的抑制劑直接破壞裂解細胞結構裂解某些功能性的酶蛋白返回第40頁,共52頁，2024年2月25日，星期天細胞凋亡的生化特征back第41頁,共52頁，2024年2月25日，星期天四、細胞凋亡的信號轉導1.細胞凋亡的兩種基本途徑（1）死亡信號途徑（2）線粒體途徑第42頁,共52頁，2024年2月25日，星期天第43頁,共52頁，2024年2月25日，星期天第44頁,共52頁，2024年2月25日，星期天細胞凋亡的信號轉導卡通1卡通3卡通2第45頁,共52頁，2024年2月25日，星期天腫瘤化療藥誘導凋亡如三氧化二砷治療白血病第46頁,共52頁，2024年2月25日，星期天第47頁,共52頁，2024年2月25日，星期天本章小節(jié)細胞衰老的機制細胞衰老的特征細胞衰老的概念第48頁,共52頁，2024年2月25日，星期天1.形態(tài)學特征細胞皺縮，質膜完整，形成凋亡小體，細胞核皺縮，溶酶體完整，線粒體腫脹等。細胞凋亡的特征細胞死亡有兩種形式：凋亡和壞死第49頁,共52頁，2024年2月25日，星期天2.生化特征（1）胱冬肽酶