细胞的衰老和死亡PPT课件

1、第一节 细胞的衰老一、细胞衰老及其表现二、细胞衰老的形态学特征三、细胞衰老的生化及细胞学特征四、细胞衰老的机制五、细胞衰老的意义第二节 细胞的死亡一、细胞死亡的概念和标志二、细胞死亡的形式三、细胞死亡的特征三、细胞凋亡的机制四、细胞凋亡的生物学意义第1页/共46页一、细胞衰老(cell senescence)及其表现 海夫勒（Hayflick）界限 正常细胞的衰老不可避免 细胞衰老：增殖能力逐渐减弱，对环境适应能力逐渐降低的不可逆改变。 生物体的衰老与细胞的衰老含义不同但却相互联系龟的寿命为200年，细胞可以传代140代；成年人的成纤维细胞可传20-30代；小鼠的寿命为3年，细胞可以传代12代

2、；第2页/共46页二、细胞衰老的形态学特征细胞膜细胞膜内陷，流动性降低内陷，流动性降低细胞质细胞质水分减少，水分减少，致密体（脂褐素）积致密体（脂褐素）积聚，空泡增多聚，空泡增多细胞器细胞器线粒体和尼氏体减少线粒体和尼氏体减少包含物包含物糖原颗粒减少糖原颗粒减少细胞核细胞核核质比核质比变小变小核膜核膜内折内折染色质染色质浓缩浓缩第3页/共46页 核酸：复制与转录受阻，端粒DNADNA缩短。 蛋白质：含成速率下降 酶：酶分子的结构改变，酶活性减弱。 脂类：不饱和脂肪酸被氧化。 细胞增殖参数改变：细胞周期阻滞三、三、细胞衰老的生化及细胞学特征第4页/共46页四、细胞衰老的可能机制第5页/共46页五

3、、细胞衰老的生物学意义 总体来说，细胞的衰老导致生物体的衰老 然而并非所有的细胞衰老都是有害的 特例：黑素细胞的衰老是抗肿瘤的另一种方式第6页/共46页第二节 细胞的死亡死亡是生命的普遍现象，细胞衰老的终末必将走向死亡。然而，正常的组织中也发生细胞死亡，它是维持组织机能和形态所必需的。第7页/共46页一、细胞死亡的概念和标志 细胞死亡：细胞生命现象不可逆的终止 鉴别标志：活体染色 台盼蓝 死细胞 蓝色第8页/共46页二、细胞死亡的形式 细胞凋亡(apoptosis)：有秩序、受控制并按某种预定程序发展的生理性的自然死亡过程。 细胞坏死(necrosis)：由外部的化学、物理或生物因素造成的细胞

4、崩溃裂解。第9页/共46页三、细胞凋亡的特征 （一）细胞凋亡的形态学特征凋亡的起始凋亡的起始凋亡小体的形成凋亡小体的形成凋亡小体被吞噬凋亡小体被吞噬第10页/共46页图（图（a）示细）示细胞凋亡的形态胞凋亡的形态变化过程；图变化过程；图（b）示透射）示透射电镜下正常细电镜下正常细胞与凋亡细胞胞与凋亡细胞的形态对比。的形态对比。凋亡的凋亡的起始起始凋亡小体凋亡小体的形成的形成凋亡小体凋亡小体被吞噬被吞噬正正常常细细胞胞凋凋亡亡细细胞胞第11页/共46页胸腺细胞正常正常凋亡凋亡第12页/共46页凋亡的淋巴细胞吉姆萨染色吉姆萨染色1000第13页/共46页凋亡和坏死的形态学差异内容物内容物释放释放炎

5、症炎症坏死坏死凋亡凋亡崩解崩解凋亡小体凋亡小体吞噬吞噬细胞细胞吞噬作用吞噬作用第14页/共46页凋亡与坏死的差异 最重要的差异： 坏死时细胞结构不完整，内容物释放出来，溶酶体活性增加剧烈的炎症反应剧烈的炎症反应第15页/共46页（二）凋亡的生化特征 最主要的生化特征：DNA 梯形带（ladder）的形成 DNA ladder：基因组DNA被内源性核酸酶于核小体单位间切割，产生一系列长短不一的寡核苷酸片段，其长度为核小体长度的整数倍，凝胶电泳时呈现特征性的梯形DNA区带第16页/共46页DNA ladder的产生内源性核酸酶内源性核酸酶内源性核酸酶于核小体内源性核酸酶于核小体单位间（虚线处）切割

6、单位间（虚线处）切割基因组基因组DNA,产生的一系产生的一系列寡核苷酸片段长度为列寡核苷酸片段长度为180-200bp的整数倍的整数倍第17页/共46页凋亡细胞DNA ladder的检测2kb1kb0.5kb0.2kbABC琼脂糖凝胶电泳图琼脂糖凝胶电泳图A泳道：正常细胞的染泳道：正常细胞的染色体色体DNA；B泳道：凋泳道：凋亡细胞的染色体亡细胞的染色体DNAC泳道：泳道：DNA分子量分子量marker高分子量高分子量低分子量低分子量+_第18页/共46页四、诱导凋亡的机制 物理性因子：射线（紫外线， 射线等），温度刺激等。 化学及生物因子：包括活性氧基团和分子，激素，肿瘤坏死因子 （TNF

7、） 机制：上述因子作用于细胞，胞内促凋亡因子在与促存活因子的斗争中胜出，激活了效应caspase，导致大量蛋白的降解及后续反应。第19页/共46页五、凋亡的生物学意义 细胞凋亡对于多细胞生物个体发育，自稳平衡以及抵御外界干扰方面都起着非常关键的作用，例如：蝌蚪尾的消失，骨髓和肠的细胞凋亡小鼠趾间的发育第20页/共46页细胞凋亡与癌症 癌症实际上是癌细胞增殖过度而凋亡不足的疾病 临床上用的化疗和放疗的实质是诱导癌细胞凋亡第21页/共46页本章小结 细胞衰老是细胞增殖能力和适应环境能力减弱的不可逆现象。 衰老的细胞膜皱缩；胞内水分减少，细胞器减少，脂褐素增多；核质比减小，染色体固缩。 衰老的细胞内

8、大分子物质功能降低第22页/共46页 衰老的终末细胞必然死亡，但细胞死亡可能是机体正常发育所必需的 凋亡和坏死的定义及主要区别。 凋亡的主要形态和生化特征。 凋亡的机制：各种因素激活了效应caspase酶，引起一系列后续反应。第23页/共46页第十四章 干细胞(stem cell)第一节 干细胞的生物学特征第二节 各种类型的干细胞第三节 干细胞的临床应用前景第24页/共46页第一节 干细胞的定义及生物学特征 定义：可自我更新并可分化成一种以上类型细胞的多潜能细胞 形态特征：较小的圆或椭圆细胞；核质比较大 生化特征：端粒酶活性，各种分化抗原 分裂增殖特征：对称分裂和不对称分裂；干细胞巢；缓慢增殖

9、/过渡扩增细胞；干细胞转分化第25页/共46页第二节 干细胞的分类 按发育阶段分类： 胚胎干细胞 成体干细胞：造血干细胞、间充质干细胞、神经干细胞、表皮干细胞等 按分化潜能分类： 全能干细胞、多能干细胞和专能干细胞第26页/共46页干细胞的分类第27页/共46页造血干细胞的分化造血干细胞的分化淋巴干细胞淋巴干细胞骨髓干细胞骨髓干细胞第28页/共46页干细胞总结干细胞总结(flash)第29页/共46页第三节 干细胞的临床应用前景胚胎干细胞 组织工程成体干细胞 白血病的干细胞治疗 型糖尿病的干细胞治疗 帕金森综合征的干细胞治疗第30页/共46页干细胞总结 定义：可自我更新并可分化成一种以上细胞类

10、型的多潜能细胞。 形态特征：细胞小，核质比大 增殖特征：对称和不对称分裂并存；干细胞巢；缓慢增殖/过渡扩充细胞；转分化 分类：可按发育阶段和分化潜能分类。 临床应用：缺什么干细胞负责补什么。第31页/共46页造血干细胞的巢造血干细胞的巢第32页/共46页凋亡的起始 整体：细胞收缩，脱绒毛，解黏附，离群 细胞膜：内陷 细胞质：浓缩 细胞核：缩小，核仁消失，染色体浓集于细胞核内表面第33页/共46页凋亡小体形成 染色体断裂 核膜和细胞膜内陷 包裹成泡样结构第34页/共46页凋亡小体被吞噬第35页/共46页蝌蚪尾部的消失发育成熟后尾部成为不再需要的结构，故构成尾部的细胞全部凋亡第36页/共46页帕金森病的干细胞治疗第37页/共46页组织工程示意图取异体胚胎干细胞或病取异体胚胎干细胞或病人自身的成体干细胞人自身的成体干细胞体外纯化体外纯化定向诱导分化定向诱导分化大量扩增大量扩增体外重建组织或器官体外重建组织或器官移植回病人体内移植回病人体内第38页/共46页不对称分裂示意图不对称分裂不对称分裂的特点是特的特点是特殊的蛋白质殊的蛋白质或信使或信使RNA（红点所示）（红点所示）选择性进入选择性进入其中一个子其中一个子细胞细胞(浅紫色）浅紫色）第39页/共46页肝细胞中的脂褐素颗粒（黄褐色）肝细胞中的脂褐素颗粒（黄褐色）第40页/共46页细胞凋