細胞學生物學王金發(fā)第十四章

本章目錄細胞衰老細胞死亡癌細胞當前1頁，總共60頁。14.1細胞衰老

衰老的概念現(xiàn)在人類面臨3種衰老：生理性衰老病理性衰老性理性衰老衰老(senescing,aging)是機體在退化時期生理功能下降和紊亂的綜合表現(xiàn)，是不可逆的生命過程。人的衰老和細胞的衰老相關(guān)聯(lián)。當前2頁，總共60頁。Hayflick界限1996年，Hayflick首次報道了體外培養(yǎng)的人體成纖維細胞（humanfibroblast）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，而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。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”。當前3頁，總共60頁。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4頁，總共60頁。傳代次數(shù)與物種壽命有關(guān)：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。當前5頁，總共60頁。細胞的壽限細胞的壽命接近于動物的整體壽命，如神經(jīng)元、脂肪細胞、肌細胞等。緩慢更新的細胞，其壽命比機體短，如肝細胞、胃壁細胞等。快速更新的細胞，如皮膚細胞、紅細胞、白細胞等當前6頁，總共60頁。細胞衰老的特征細胞內(nèi)水分減少色素生成和色素顆粒積累細胞質(zhì)膜的流動性降低，細胞膜受體—配體復合物形成效率降低線粒體數(shù)量減少，體積增大，DNA突變細胞核核膜內(nèi)折，染色質(zhì)固縮化，染色體端?？s短蛋白質(zhì)合成速率下降當前7頁，總共60頁。細胞衰老理論衰老的基因程序理論衰老的損傷積累理論細胞衰老的端粒假說細胞線粒體損傷論自由基理論當前8頁，總共60頁。早老癥兒童當前9頁，總共60頁。衰老的損傷理論當前10頁，總共60頁。端粒假說端粒DNA復制的不完整性當前11頁，總共60頁。線粒體損傷理論當前12頁，總共60頁。自由基攻擊細胞證據(jù)：老年斑當前13頁，總共60頁。14·2細胞死亡細胞死亡（celldeath):細胞生命現(xiàn)象不可逆停止。有兩種形式:細胞凋亡和細胞壞死細胞壞死(necrosis):

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。細胞凋亡（apoptosis):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(jié)束生命的過程。當前14頁，總共60頁。當前15頁，總共60頁。多細胞有機體細胞數(shù)量和質(zhì)量的控制一、信號控制細胞的增殖——RB蛋白對細胞周期的調(diào)節(jié)二、CDK抑制蛋白控制細胞增殖的質(zhì)量當前16頁，總共60頁。RB蛋白對細胞周期的調(diào)節(jié)

當前17頁，總共60頁。CDK抑制蛋白控制細胞

增殖的質(zhì)量當前18頁，總共60頁。程序性死亡及其特征程序性細胞死亡（PCD）指在生長發(fā)育過程中細胞在基因調(diào)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。當前19頁，總共60頁。細胞壞死與程序性死亡區(qū)別1，正常細胞2，程序性死亡（細胞收縮，細胞器未受損傷，染色質(zhì)凝聚）3，形成程序性死亡小體，細胞器完整，染色質(zhì)片段化，無內(nèi)含物釋放4，被吞噬（不發(fā)炎）5，細胞壞死（細胞膨脹，細胞器損傷，染色質(zhì)改變）6，細胞裂解，細胞器毀壞，染色質(zhì)毀壞，釋放內(nèi)含物，發(fā)炎，被吞噬當前20頁，總共60頁。細胞壞死細胞凋亡當前21頁，總共60頁。當前22頁，總共60頁。程序性細胞死亡的特征形態(tài)學特征DNA變化當前23頁，總共60頁。細胞程序性死亡形態(tài)學特征當前24頁，總共60頁。程序性死亡的DNA當前25頁，總共60頁。細胞學程序性死亡的機理2002年的諾貝爾生理學獎授予了在器官發(fā)育和和程序性死亡研究領域中做出貢獻的3位科學家：英國的Brenner、Sulston和美國的Horvitz他們創(chuàng)造性地用線蟲作為實驗模型，實現(xiàn)了對器官發(fā)育過程中細胞分裂、分化的原位觀察，完成了細胞圖譜的繪制，并發(fā)現(xiàn)了調(diào)控程序性死亡的關(guān)鍵基因及其功能，并在高等哺乳動物中也發(fā)現(xiàn)了相關(guān)基因。當前26頁，總共60頁。當前27頁，總共60頁。雌性同體的秀麗新小桿線蟲當前28頁，總共60頁。程序性細胞死亡相關(guān)基因程序性細胞死亡遺傳相關(guān)基因程序性死亡的遺傳控制程序性死亡的抑制基因程序性細胞死亡的過程死亡激活期死亡執(zhí)行期當前29頁，總共60頁。秀麗新小桿線蟲中參與

細胞程序性死亡控制的基因決定死亡的兩個基因，即ces-1基因和ces-2基因執(zhí)行死亡的4個基因：ced-3、ced-4、ced-9和egl-17個與死亡細胞被吞噬細胞所吞噬的相關(guān)基因，即ced-1、ced-2、ced-5、ced-6、ced-7、ced-10和ced-11死亡細胞在吞噬中被降解的基因當前30頁，總共60頁。ced-3、ced-4、ced-9和egl-1-4個基因構(gòu)成了線蟲執(zhí)行死亡的“死亡機器”；ced-3和ced-4使細胞殺手；ced-9可抵消ced-3和ced-4的作用，防止細胞被殺死，因此是存活因子；進一步研究發(fā)現(xiàn)真正的細胞殺手是ced-3而不是ced-4當前31頁，總共60頁。程序細胞死亡途徑及相關(guān)基因當前32頁，總共60頁。動物細胞中蛋白質(zhì)酶解級聯(lián)系統(tǒng)

對程序性細胞死亡的介導當前33頁，總共60頁。天冬氨酸特異性半胱氨酸蛋白酶自殺性蛋白酶是天冬氨酸特異性半胱氨酸蛋白酶，簡稱caspase,其家族成員較多；Caspase-3、6、7和8在FAS/TNF介導的程序性死亡途徑中起作用；Caspase-9和3一起參與線粒體中Apaf-I、細胞色素c介導的程序性死亡；在人類中，已經(jīng)鑒定了10中不同的caspase。當前34頁，總共60頁。執(zhí)行者caspase在程序性

細胞死亡的作用當前35頁，總共60頁。能夠被caspase切割的靶蛋白蛋白激酶核纖層蛋白細胞結(jié)構(gòu)蛋白與DNA修復相關(guān)的酶Caspase激活的DNase抑制蛋白當前36頁，總共60頁。細胞外信號對程序性細胞死亡

的激發(fā)——腫瘤壞死因子當前37頁，總共60頁。細胞內(nèi)信號對程序性死亡的激

發(fā)——線粒體介導的激發(fā)當前38頁，總共60頁。程序性細胞死亡的生物學意義動物機體靠對細胞增殖核細胞周期的正負控制以及對程序性細胞死亡的正負控制來維持細胞總數(shù)的平衡和機體的生命力。程序性細胞死亡在建設中其重要作用當前39頁，總共60頁。動物機體的細胞數(shù)量控制途徑當前40頁，總共60頁。程序性死亡在小數(shù)腳趾形成中的作用當前41頁，總共60頁。蝌蚪向蛙發(fā)育變態(tài)中程序性細胞

死亡的作用當前42頁，總共60頁。程序性細胞死亡對發(fā)育中

神經(jīng)細胞數(shù)量的調(diào)節(jié)當前43頁，總共60頁。14.3癌細胞當前44頁，總共60頁。癌的類群癌（carcinoma)瘤（sarcoma)淋巴瘤（lymphoma)和白血病（leukemia），是由淋巴和血液產(chǎn)生的癌，白血病主要是指癌細胞已經(jīng)大量進入血液中。當前45頁，總共60頁。癌細胞的基本特征失去生長的接觸抑制；自分泌激活；細胞死亡特性改變；失去了間隙連接；染色體異常；細胞骨架的變化；細胞表面蛋白減少，細胞黏著下降。當前46頁，總共60頁。自分泌生長刺激當前47頁，總共60頁。血清對正常細胞和癌細胞生長的比較當前48頁，總共60頁。癌細胞的轉(zhuǎn)移當前49頁，總共60頁。癌的起因當前50頁，總共60頁?；瘜W致癌物當前51頁，總共60頁。腫瘤發(fā)生遺傳學一、癌發(fā)生的過程二、腫瘤抑制基因、癌基因、原癌基因三、病毒基因和癌的誘發(fā)四、原癌基因與癌發(fā)生五、腫瘤抑制基因與癌發(fā)生當前52頁，總共60頁。結(jié)腸癌和腦瘤惡性轉(zhuǎn)變

的多步發(fā)展過程當前53頁，總共60頁。腫瘤抑制基因與原癌基因

突變對細胞的影響當前54頁，總共60頁。原癌基因激活成癌基因當前55頁，總共60頁。癌基因癌基因有兩類：一、細胞癌基因，由細胞原癌基因突變而來；二、病毒癌基因，大約已鑒定100多種的癌基因，大多屬于RNA腫瘤病毒基因組中的基因。不僅RNA病毒引起癌變外，DNA病毒也可以，且從癌細胞分離