細(xì)胞衰老與凋亡3

一、Hayflick界限(HayflickLimitation）●概念：關(guān)于細(xì)胞增殖能力和壽命是有限的觀點(diǎn)。細(xì)胞，至少是培養(yǎng)的二倍體細(xì)胞，不是不死的，而是有一定的壽命；它們的增殖能力不是無限的，而是有一定的界限，這就是Hayflick界限 ◆癌細(xì)胞或培養(yǎng)的細(xì)胞系是不正常細(xì)胞，其染色體數(shù)目或形態(tài) 已經(jīng)不同于原先的細(xì)胞◆細(xì)胞的增殖能力與供體年齡有關(guān)◆物種壽命與培養(yǎng)細(xì)胞壽命之間存在著一定的關(guān)系 ●二倍體細(xì)胞的衰老是由細(xì)胞本身決定的 ◆決定細(xì)胞衰老的因素在細(xì)胞內(nèi)部，而不是外部的環(huán)境 ◆是細(xì)胞核而不是細(xì)胞質(zhì)決定了細(xì)胞衰老本文檔共30頁；當(dāng)前第1頁；編輯于星期二\5點(diǎn)38分細(xì)胞來源人胚肺成纖維細(xì)胞中年人成纖維細(xì)胞老年人成纖維細(xì)胞可增殖代數(shù)40-60202-4不同年齡來源的人成纖維細(xì)胞的增殖代數(shù)本文檔共30頁；當(dāng)前第2頁；編輯于星期二\5點(diǎn)38分二、細(xì)胞在體內(nèi)條件下的衰老●在機(jī)體內(nèi)，細(xì)胞的衰老和死亡是常見的現(xiàn)象，甚至在個(gè)體發(fā)育的早期也會(huì)發(fā)生;●正常情況下終生保持分裂的細(xì)胞，其分裂能力是否隨著有機(jī)體年齡的增高而下降？它們會(huì)不會(huì)衰老？◆衰老動(dòng)物體內(nèi)，細(xì)胞分裂速度顯著減慢，其原因主要是G1期明顯延長;◆衰老個(gè)體內(nèi)的環(huán)境因素影響了細(xì)胞的增殖和衰老; ◆骨髓干細(xì)胞移植實(shí)驗(yàn)說明隨著年齡的增加，干細(xì)胞增殖速度也趨緩慢.本文檔共30頁；當(dāng)前第3頁；編輯于星期二\5點(diǎn)38分三、衰老細(xì)胞結(jié)構(gòu)的變化●細(xì)胞核的變化●內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的變化:衰老動(dòng)物內(nèi)質(zhì)網(wǎng)成分彌散性地分散于核周胞質(zhì)中，粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的總量似乎是減少了●線粒體的變化:通常，細(xì)胞中線粒體的數(shù)量隨齡減少，而其體積則隨齡增大●致密體的生成●膜系統(tǒng)的變化

本文檔共30頁；當(dāng)前第4頁；編輯于星期二\5點(diǎn)38分細(xì)胞核的變化◆體外培養(yǎng)的二倍體細(xì)胞，細(xì)胞核隨著細(xì)胞分裂次數(shù)的增加不斷增大◆細(xì)胞核的核膜內(nèi)折（invagination）、染色質(zhì)固縮化

本文檔共30頁；當(dāng)前第5頁；編輯于星期二\5點(diǎn)38分膜系統(tǒng)的變化◆衰老的細(xì)胞，其膜流動(dòng)性降低、韌性減小◆衰老細(xì)胞間間隙連接;細(xì)胞膜內(nèi)（P面）顆粒的分布也發(fā)生變化本文檔共30頁；當(dāng)前第6頁；編輯于星期二\5點(diǎn)38分四、細(xì)胞衰老的分子機(jī)理●氧化性損傷學(xué)說：代謝過程中產(chǎn)生的活性氧基團(tuán)或分子（ROS---O2-，OH-，

H2O2

），引發(fā)的氧化性損傷的積累，最終導(dǎo)致衰老。

●端粒與衰老：發(fā)現(xiàn)端粒長度確實(shí)與衰老有著密切的關(guān)系，提出細(xì)胞衰老的“有絲分裂鐘”學(xué)說（Harley,1990）●

rDNA與衰老:酵母染色體外rDNA環(huán)（ERC）的積累，導(dǎo)致細(xì)胞衰老?！?/p>

沉默信息調(diào)節(jié)蛋白復(fù)合物（Sircomplex）與衰老：Sircomplex存在于異染色質(zhì)區(qū)，其作用在于阻斷所在位點(diǎn)DNA轉(zhuǎn)錄?！?/p>

SGS1基因和WRN基因與衰老：SGS1基因和WRN基因同源,編碼解旋酶;

酵母sgs1突變體壽命明顯短于野生型（平均9.5代:24.5代）;wrn突變引發(fā)早老癥.●

發(fā)育程序與衰老:●

線粒體DNA與衰老:Sen-DNA(80年代);mtDNA突變積累與細(xì)胞衰老有關(guān).

本文檔共30頁；當(dāng)前第7頁；編輯于星期二\5點(diǎn)38分第二節(jié)細(xì)胞凋亡(Apoptosis)●細(xì)胞凋亡的概念及其生物學(xué)意義●細(xì)胞凋亡的形態(tài)學(xué)和生物化學(xué)特征●細(xì)胞凋亡的分子調(diào)控機(jī)理本文檔共30頁；當(dāng)前第8頁；編輯于星期二\5點(diǎn)38分一、細(xì)胞凋亡的概念及其生物學(xué)意義●概念：細(xì)胞凋亡是一個(gè)主動(dòng)的由基因決定的自動(dòng)結(jié)束生命的過程，所以也常常被稱為細(xì)胞編程死亡（programmedcelldeath,PCD）。凋亡細(xì)胞將被吞噬細(xì)胞吞噬。 ●生物學(xué)意義：細(xì)胞凋亡對(duì)于多細(xì)胞生物個(gè)體發(fā)育的正常進(jìn)行，自穩(wěn)平衡的保持以及抵御外界各種因素的干擾方面都起著非常關(guān)鍵的作用：

蝌蚪尾的消失，骨髓和腸的細(xì)胞凋亡，

脊椎動(dòng)物的神經(jīng)系統(tǒng)的發(fā)育，

發(fā)育過程中手和足的成形過程。本文檔共30頁；當(dāng)前第9頁；編輯于星期二\5點(diǎn)38分二、細(xì)胞凋亡的形態(tài)學(xué)和生物化學(xué)特征●細(xì)胞凋亡與壞死(necrosis)●細(xì)胞凋亡的形態(tài)學(xué)特征●細(xì)胞凋亡的生化特征●誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡的因子●細(xì)胞凋亡的檢測(cè)本文檔共30頁；當(dāng)前第10頁；編輯于星期二\5點(diǎn)38分細(xì)胞凋亡與壞死(necrosis)●二者的主要區(qū)別是，細(xì)胞凋亡過程中，細(xì)胞質(zhì)膜反折，包裹斷裂的染色質(zhì)片段或細(xì)胞器，然后逐漸分離，形成眾多的凋亡小體（apoptoticbodies），凋亡小體則為鄰近的細(xì)胞所吞噬。整個(gè)過程中，細(xì)胞質(zhì)膜的整合性保持良好，死亡細(xì)胞的內(nèi)容物不會(huì)逸散到胞外環(huán)境中去，因而不引發(fā)炎癥反應(yīng)。相反，在細(xì)胞壞死時(shí)，細(xì)胞質(zhì)膜發(fā)生滲漏，細(xì)胞內(nèi)容物，包括膨大和破碎的細(xì)胞器以及染色質(zhì)片段，釋放到胞外，導(dǎo)致炎癥反應(yīng)本文檔共30頁；當(dāng)前第11頁；編輯于星期二\5點(diǎn)38分細(xì)胞凋亡的形態(tài)學(xué)特征◆凋亡的起始：細(xì)胞表面的特化結(jié)構(gòu)如微絨毛消失，細(xì)胞間接觸的消失，但細(xì)胞膜依然完整；線粒體大體完整，但核糖體逐漸從內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上脫離，內(nèi)質(zhì)網(wǎng)囊腔膨脹，并逐漸與質(zhì)膜融合；染色質(zhì)固縮，形成新月形帽狀結(jié)構(gòu)等形態(tài)，沿著核膜分布

◆凋亡小體的形成：核染色質(zhì)斷裂為大小不等的片段，與某些細(xì)胞器如線粒體一起聚集，為反折的細(xì)胞質(zhì)膜所包圍。細(xì)胞表面產(chǎn)生了許多泡狀或芽狀突起，逐漸形成單個(gè)的凋亡小體 ◆凋亡小體逐漸為鄰近的細(xì)胞吞噬并消化本文檔共30頁；當(dāng)前第12頁；編輯于星期二\5點(diǎn)38分細(xì)胞凋亡的生化特征◆細(xì)胞凋亡的主要特征是形成大小為180～200bp特征性的DNAladders ◆凋亡細(xì)胞組織轉(zhuǎn)谷氨酰胺酶tTG（tissueTransglutaminase）積累并達(dá) 到較高水平本文檔共30頁；當(dāng)前第13頁；編輯于星期二\5點(diǎn)38分誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡的因子◆物理性因子，包括射線（紫外線，射線等），較溫和的溫度刺激（如熱激，冷激）等◆化學(xué)及生物因子：包括活性氧基團(tuán)和分子，DNA和蛋白質(zhì)合成的抑制劑，激素，細(xì)胞生長因子，腫瘤壞死因子（TNF），抗Fas/Apo-1/CD95抗體等本文檔共30頁；當(dāng)前第14頁；編輯于星期二\5點(diǎn)38分細(xì)胞凋亡的檢測(cè)◆形態(tài)學(xué)觀測(cè)：染色法、透射和掃描電鏡觀察◆DNA電泳：DNA片段就呈現(xiàn)出梯狀條帶◆TUNEL測(cè)定法，即DNA斷裂的原位末端標(biāo)記法◆彗星電泳法（cometassay）◆流式細(xì)胞分析根據(jù)凋亡細(xì)胞DNA斷裂和丟失，采用碘化丙啶使DNA產(chǎn)生激發(fā)熒光，用流式細(xì)胞儀檢出凋亡的亞二倍體細(xì)胞，同時(shí)又能觀察細(xì)胞的周期狀態(tài)。本文檔共30頁；當(dāng)前第15頁；編輯于星期二\5點(diǎn)38分三、細(xì)胞凋亡的分子調(diào)控機(jī)理

●線蟲(C.elegans)凋亡研究發(fā)現(xiàn)ced3,ced4基因促進(jìn)細(xì)胞凋亡，ced9基因阻止ced3/ced4的激活，抑制細(xì)胞凋亡。Ced3哺乳類同源物是ICE(Interleukin-1-convertingenzyme)，即Caspase1 ●Caspase家族與凋亡 ●Bcl-2家族、線粒體與細(xì)胞凋亡●細(xì)胞凋亡的分子機(jī)理本文檔共30頁；當(dāng)前第16頁；編輯于星期二\5點(diǎn)38分Caspase家族與凋亡

◆Caspase家族·Caspase活性位點(diǎn)是半胱氨酸(Cysteine)，裂解靶蛋白位點(diǎn)是天冬氨酸殘基后的肽鍵，因此稱為Cysteineasparticacicspecificprotease，即Caspase◆Caspase活化◆胞外信號(hào)分子誘導(dǎo)的細(xì)胞凋亡途徑本文檔共30頁；當(dāng)前第17頁；編輯于星期二\5點(diǎn)38分Caspase活化Caspase自身以非活化的Procaspase存在，其激活依賴于其他的Caspase在它的天冬氨酸位點(diǎn)裂解活化或自身活化本文檔共30頁；當(dāng)前第18頁；編輯于星期二\5點(diǎn)38分胞外信號(hào)分子誘導(dǎo)的細(xì)胞凋亡途徑·凋亡信號(hào)通路當(dāng)細(xì)胞接受凋亡信號(hào)分子(Fas,TNF等)后，凋亡細(xì)胞表面信號(hào)分子受體相互聚集并與細(xì)胞內(nèi)的銜接蛋白(Adaptorprotein)結(jié)合，這些銜接蛋白又募集Procaspases聚集在受體部位，Procaspase相互活化并產(chǎn)生級(jí)聯(lián)反應(yīng)，使細(xì)胞凋亡·下游Caspases活化后，作用底物：裂解核纖層蛋白，導(dǎo)致細(xì)胞核形成凋亡小體；裂解DNase結(jié)合蛋白，使DNase釋放，降解DNA形成DNALadder;裂解參與細(xì)胞連接或附著的骨架和其他蛋白，使凋亡細(xì)胞皺縮、脫落，便于細(xì)胞吞噬；導(dǎo)致膜脂PS重排，便于吞噬細(xì)胞識(shí)別并吞噬。本文檔共30頁；當(dāng)前第19頁；編輯于星期二\5點(diǎn)38分Bcl-2家族、線粒體與細(xì)胞凋亡◆Bcl-2是一種原癌基因，是ced-9在哺乳類中的同源物，能抑制細(xì)胞凋亡；與線粒體及內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜相結(jié)合；Bcl-2蛋白的羧基末端有一穿膜的結(jié)構(gòu)域；Bcl-2家族成員的基因中，常常含有三個(gè)保守的Bcl-2同源區(qū)，即BH1，BH2和BH3 ◆Bcl-2、線粒體與細(xì)胞凋亡 ◆哺乳動(dòng)物細(xì)胞中發(fā)現(xiàn)的Apaf2即是CytC本文檔共30頁；當(dāng)前第20頁；編輯于星期二\5點(diǎn)38分Bcl-2、線粒體與細(xì)胞凋亡◆當(dāng)Caspase8活化后，它一方面作用于Procaspase3，另一方面使Bid裂解成2個(gè)片段，其中含BH3結(jié)構(gòu)域的C-端片段被運(yùn)送到線粒體，與Bcl-2/Bax的BH3結(jié)構(gòu)域形成復(fù)合物，導(dǎo)致細(xì)胞色素C釋放。CytC與胞質(zhì)中Ced4同源物Apaf-1(凋亡蛋白酶活化因子apoptosisproteaseactivatingfactor)結(jié)合并活化Apaf-1，活化的Apaf-1再活化Procaspase9，最后引起細(xì)胞凋亡本文檔共30頁；當(dāng)前第21頁；編輯于星期二\5點(diǎn)38分本文檔共30頁；當(dāng)前第22頁；編輯于星期二\5點(diǎn)38分本文檔共30頁；當(dāng)前第23頁；編輯于星期二\5點(diǎn)38分本文檔共30頁；當(dāng)前第24頁；編輯于星期二\5點(diǎn)38分

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