细胞衰老与死亡细胞生物学件

关于细胞衰老与死亡细胞生物学件第一节细胞衰老

(Cellaging)

细胞衰老：细胞群体在一定的生命期内，形态、结构和功能发生一系列退化性变化并最终走向死亡的过程。一、细胞衰老是机体衰老的基础第2页,共52页，2024年2月25日，星期天衰老细胞：β半乳糖苷酶检测呈强阳性第3页,共52页，2024年2月25日，星期天Hayflick极限体外培养的细胞增殖能力不是无限的，传代次数有一定的界限，称为“Hayflick极限”。传代次数与物种寿命有关：小鼠寿命3年，传代12次；龟寿命200年，传代140次。传代次数与个体年龄成反比：人胚胎，40-60代；幼年，20-40代；成年，10-30代；早老病儿童，2-10代。

第4页,共52页，2024年2月25日，星期天八岁的正常儿童（左）与早老症儿童（右）第5页,共52页，2024年2月25日，星期天二、细胞衰老的机制

1.损伤-应答理论

损伤的累积和对损伤的两方面共同决定细胞的衰老和寿命。应答能力的强弱由物种的特定基因决定。到第6页,共52页，2024年2月25日，星期天代谢产物中引发细胞损伤的主要是氧自由基。氧自由基导致DNA损伤、脂类过氧化、蛋白质变性，特别是对DNA的损伤超过一定限度后，细胞就走向死亡。细胞内存在一套抗氧化酶及抗氧化小分子，如超氧化物歧化酶（SOD），谷胱苷肽等能够清除代谢过程中产生的氧自由基，以降低其导致的损伤作用。返回第7页,共52页，2024年2月25日，星期天第8页,共52页，2024年2月25日，星期天2.端粒理论

端粒是位于染色体两端的重复DNA序列，细胞分裂时，部分端粒丢失，被细胞感知为DNA损伤。端粒酶可补充丢失的端粒。端粒的长度决定细胞的寿命，端粒的缩短导致细胞的衰老和死亡。

第9页,共52页，2024年2月25日，星期天三、细胞衰老的特征1.水分减少、体积改变2.生化代谢与化学组成的改变蛋白质合成速度下降，酶含量减少或功能降低。3.代谢废物——脂褐素的堆积脂褐素的堆积严重影响细胞的代谢活动。第10页,共52页，2024年2月25日，星期天4.细胞膜化学成分及功能的改变磷脂含量下降，细胞膜的黏滞性增加，流动性降低，导致细胞膜转导跨膜信号和物质转运的功能大大降低。5.细胞结构的改变多种细胞器的形态功能发生改变，如细胞核、线粒体、溶酶体等。第11页,共52页，2024年2月25日，星期天第二节细胞死亡

(Celldeath)

一、

细胞凋亡的概念

细胞死亡有两种形式：细胞凋亡和细胞坏死

细胞凋亡（apoptosis):

apoptosis为希腊语，原指秋天时树叶自然凋零。细胞凋亡指细胞在一定的生理和病理条件下，遵循自身的程序，自己结束生命的过程。

细胞坏死(necrosis):外来致病因素作用下使得细胞正常代谢活动被强行中断而引起的“意外”的、被动性死亡过程，只见于病理情况下。第12页,共52页，2024年2月25日，星期天坏死凋亡第13页,共52页，2024年2月25日，星期天

细胞坏死细胞凋亡第14页,共52页，2024年2月25日，星期天第15页,共52页，2024年2月25日，星期天程序性细胞死亡（PCD）指在生长发育过程中细胞在基因调控下，按照一定时空顺序发生的生理性死亡。细胞凋亡是形态学的概念，程序性细胞死亡是功能上的概念。第16页,共52页，2024年2月25日，星期天二、细胞凋亡的生物学意义1.细胞凋亡与个体发育在个体发育过程中的细胞凋亡是保证个体正常发育所必需的。2.细胞凋亡与免疫

形成自身抗原耐受、防止过高的免疫应答、激活淋巴细胞对靶细胞的凋亡。第17页,共52页，2024年2月25日，星期天第18页,共52页，2024年2月25日，星期天3.细胞凋亡与衰老通过凋亡可及时清除衰老细胞，降低机体癌变的危险。4.细胞凋亡与损伤修复当DNA损伤不可逆转时，可通过细胞凋亡清除损伤细胞。5.细胞凋亡与肿瘤细胞增殖与凋亡的速度平衡失调可造成肿瘤的发生。第19页,共52页，2024年2月25日，星期天NobelPrize2002第20页,共52页，2024年2月25日，星期天第21页,共52页，2024年2月25日，星期天第22页,共52页，2024年2月25日，星期天第23页,共52页，2024年2月25日，星期天第24页,共52页，2024年2月25日，星期天第25页,共52页，2024年2月25日，星期天Figure1.SydneyBrenner,laboratoryandCaernorhabditiselegans.Photo:MRCLaboratoryofMolecularBiology.第26页,共52页，2024年2月25日，星期天第27页,共52页，2024年2月25日，星期天第28页,共52页，2024年2月25日，星期天Figure4.Thefirstdivisionoftwooftheventralcordneuroblasts,viewedbyNomarskiopticsinalivinganimal.[SulstonandHorvitz,1977].第29页,共52页，2024年2月25日，星期天Figure5.Drawingsrecordingneuroblastdivisionsoveratwohourperiodintheanteriorventralcordandretrovesicularganglion,1974.第30页,共52页，2024年2月25日，星期天Figure7.Celllineagesoftheventralcord.第31页,共52页，2024年2月25日，星期天第32页,共52页，2024年2月25日，星期天第33页,共52页，2024年2月25日，星期天1.形态学特征2.生化特征3.线粒体结构和功能的改变三、细胞凋亡的特征to第34页,共52页，2024年2月25日，星期天第35页,共52页，2024年2月25日，星期天凋亡小体back第36页,共52页，2024年2月25日，星期天生化特征（1）胱冬肽酶级联反应及其在凋亡中的作用（2）DNA的降解（3）ATP的消耗返回第37页,共52页，2024年2月25日，星期天细胞凋亡过程中涉及到一系列胱冬肽酶（caspase）,由这些蛋白酶构成的级联反应是凋亡过程的核心。1）胱冬肽酶级联反应2）胱冬肽酶的作用底物3）胱冬肽酶在细胞凋亡中的作用返回第38页,共52页，2024年2月25日，星期天返回第39页,共52页，2024年2月25日，星期天胱冬肽酶在细胞凋亡中的作用：灭活细胞凋亡发生的抑制剂直接破坏裂解细胞结构裂解某些功能性的酶蛋白返回第40页,共52页，2024年2月25日，星期天细胞凋亡的生化特征back第41页,共52页，2024年2月25日，星期天四、细胞凋亡的信号转导1.细胞凋亡的两种基本途径（1）死亡信号途径（2）线粒体途径第42页,共52页，2024年2月25日，星期天第43页,共52页，2024年2月25日，星期天第44页,共52页，2024年2月25日，星期天细胞凋亡的信号转导卡通1卡通3卡通2第45页,共52页，2024年2月25日，星期天肿瘤化疗药诱导凋亡如三氧化二砷治疗白血病第46页,共52页，2024年2月25日，星期天第47页,共52页，2024年2月25日，星期天本章小节细胞衰老的机制细胞衰老的特征细胞衰老的概念第48页,共52页，2024年2月25日，星期天1.形态学特征细胞皱缩，质膜完整，形成凋亡小体，细胞核皱缩，溶酶体完整，线粒体肿胀等。细胞凋亡的特征细胞死亡有两种形式：凋亡和坏死第49页,共52页，2024年2月25日，星期天2.生化特征（1）胱冬肽酶