程序性細(xì)胞死亡與細(xì)胞衰老

1、第十三章第十三章 程序性細(xì)胞死亡與細(xì)胞衰老程序性細(xì)胞死亡與細(xì)胞衰老 程序性細(xì)胞死亡程序性細(xì)胞死亡 細(xì)胞衰老細(xì)胞衰老 (cellular aging或或cell senescence) 第一節(jié)第一節(jié) 程序性細(xì)胞死亡程序性細(xì)胞死亡動(dòng)物細(xì)胞的程序性死亡動(dòng)物細(xì)胞的程序性死亡植物細(xì)胞與酵母細(xì)胞的程序性死亡 細(xì)胞凋亡的細(xì)胞凋亡的概念：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，也常常被稱為細(xì)胞程序死亡（programmed cell death， pcd）。凋亡細(xì)胞將被吞噬細(xì)胞吞噬。 細(xì)胞調(diào)亡的細(xì)胞調(diào)亡的生理意義：生理意義： 它是維持組織機(jī)能和形態(tài)所必需的。生物發(fā)育過程中及成體組織中正常的

2、細(xì)胞凋亡有助于保證細(xì)胞只在需要它們的時(shí)候和需要它們活的地方存活。這對于多細(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。 蝌蚪尾的消失蝌蚪尾的消失 發(fā)育過程中手和足發(fā)育過程中手和足的成形過程的成形過程 脊椎動(dòng)物的神經(jīng)系統(tǒng)的發(fā)育脊椎動(dòng)物的神經(jīng)系統(tǒng)的發(fā)育 脊椎動(dòng)物的神經(jīng)脊椎動(dòng)物的神經(jīng)系統(tǒng)的發(fā)育系統(tǒng)的發(fā)育 細(xì)胞死亡的方式通常有3種：即細(xì)胞壞死（necrosis）。細(xì)胞凋亡（apoptosis）。細(xì)胞程序性死亡（programmed cell death，pcd）。l是細(xì)胞受到化學(xué)因素（如強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、有毒物質(zhì)）、物理因素（如熱、輻射）和生物因素（如病原體

3、）等環(huán)境因素的傷害，引起細(xì)胞死亡的現(xiàn)象。l早期表現(xiàn)為胞質(zhì)內(nèi)線粒體和內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腫脹、崩解，核發(fā)生固縮或斷裂。隨著胞質(zhì)內(nèi)蛋白變性、凝固或碎裂，以及嗜堿性核蛋白的降解，細(xì)胞質(zhì)呈現(xiàn)強(qiáng)嗜酸性，故壞死組織或細(xì)胞在蘇木精/伊紅染色切片中，胞質(zhì)呈均一的深伊紅色，原有的微細(xì)結(jié)構(gòu)消失。l在含水量高的細(xì)胞，可因胞質(zhì)內(nèi)水泡不斷增大，并發(fā)生溶解，導(dǎo)致細(xì)胞結(jié)構(gòu)完全消失，最后細(xì)胞膜和細(xì)胞器破裂，dna降解，細(xì)胞內(nèi)容物流出，引起周圍組織炎癥反應(yīng)。lkerr（ 1972）最先提出，與細(xì)胞壞死的區(qū)別是：染色質(zhì)聚集、分塊、位于核膜上，胞質(zhì)凝縮，最后核斷裂，細(xì)胞通過出芽的方式形成許多凋亡小體凋亡小體（apoptotic bodies）；

4、凋亡小體內(nèi)有結(jié)構(gòu)完整的細(xì)胞器，還有凝縮的染色體，可被鄰近細(xì)胞吞噬消化，因始終有膜封閉，沒有內(nèi)溶物釋放，故不會引起炎癥；凋亡細(xì)胞中仍需要合成一些蛋白質(zhì)，但是在壞死細(xì)胞中atp和蛋白質(zhì)合成受阻或終止；核酸內(nèi)切酶活化，導(dǎo)致染色質(zhì) dna 在核小體連接部位斷裂，形成約 200bp 整數(shù)倍的核酸片段，凝膠電泳圖譜呈梯狀；凋亡通常是生理性變化，而細(xì)胞壞死是病理性變化。起因 生理或病理性 病理性變化或劇烈損傷范圍 單個(gè)散在細(xì)胞 大片組織或成群細(xì)胞細(xì)胞膜 保持完整，一直到形成凋亡小體 破損染色質(zhì) 凝聚在核膜下呈半月狀 呈絮狀細(xì)胞器 無明顯變化 腫脹、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)崩解細(xì)胞體積 固縮變小 腫脹變大凋亡小體 有，被鄰近細(xì)

5、胞或 無，細(xì)胞自溶，殘余碎片 巨噬細(xì)胞吞噬 被巨噬細(xì)胞吞噬基因組dna 有控降解，電泳圖譜呈梯狀 隨機(jī)降解，電泳圖譜呈涂抹狀蛋白質(zhì)合成 有 無調(diào)節(jié)過程 受基因調(diào)控 被動(dòng)進(jìn)行炎癥反應(yīng) 無，不釋放細(xì)胞內(nèi)容物 有，釋放內(nèi)容物。細(xì)胞壞死與凋亡的細(xì)胞壞死與凋亡的形態(tài)區(qū)別形態(tài)區(qū)別壞死細(xì)胞壞死細(xì)胞凋亡細(xì)胞凋亡細(xì)胞 morphologi changes: early : chromosome condensation, cell body shrink later : blebbing and nucleus and cytoplasm fragmentapoptotic bodies at last: ph

6、agocytosed彎曲正常正常凋亡凋亡正常正常凋亡凋亡核酸內(nèi)切酶活化，導(dǎo)致染色質(zhì)dna在核小體連接部位斷裂，形成約200bp整數(shù)倍的核酸片段，凝膠電泳圖譜呈梯狀細(xì)胞色素 c 誘導(dǎo)的凋亡細(xì)胞 dna電泳圖0h1h3h 4hckm2h物理性因子：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?；瘜W(xué)及生物因子：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。形態(tài)學(xué)觀測：形態(tài)學(xué)觀測：染色法、透射和掃描電鏡觀察。dna電泳：電泳：dna片段呈現(xiàn)出梯狀條帶。tune

7、l測定法：測定法：即dna斷裂的原位末端標(biāo)記法。 tunel是指末端脫氧核苷酸轉(zhuǎn)移酶介導(dǎo)的dutp缺口末端標(biāo)記測定法。此法 可對凋亡細(xì)胞的核dna中產(chǎn)生的3-oh斷裂缺口進(jìn)行原位標(biāo)記。彗星電泳法彗星電泳法（comet assay）：又叫單細(xì)胞電泳技術(shù)和微凝膠電泳。 用以檢測單個(gè)細(xì)胞中的dna斷裂。細(xì)胞凋亡中 dna ladder 的出現(xiàn)被認(rèn)為是細(xì)胞群發(fā)生凋亡的主要標(biāo)志。細(xì)胞在凋亡過程中會有不同的dna片段化程度，在電場中泳動(dòng)速度較快，呈現(xiàn)出一種彗星式的圖案。正常的無dna斷裂，在電場中泳動(dòng)速度較慢，呈圓球形。流式細(xì)胞分析：流式細(xì)胞分析：細(xì)胞凋亡中 dna斷裂，用碘化丙錠使dna產(chǎn)生激發(fā)熒光。i

8、brvsbv 在細(xì)胞凋亡一詞出現(xiàn)之前，胚胎學(xué)家已觀察到動(dòng)物發(fā)育過程中存在著細(xì)胞程序性死亡（programmed cell death，pcd）現(xiàn)象，它是胚胎正常發(fā)育所必需的。近年來pcd和細(xì)胞凋亡常被做為同義詞使用，但兩者實(shí)質(zhì)上是有差異的。 -首先，pcd是一個(gè)功能性概念，描述在一個(gè)多細(xì)胞生物體中，某些細(xì)胞的死亡是個(gè)體發(fā)育中一個(gè)預(yù)定的，并受到嚴(yán)格控制的正常組成部分，而凋亡是一個(gè)形態(tài)學(xué)概念，指與細(xì)胞壞死不同的受到基因控制的細(xì)胞死亡形式； -其次，pcd的最終結(jié)果是細(xì)胞凋亡，但細(xì)胞凋亡并非都是程序化的。2002年10月7日英國人悉尼布雷諾爾、美國人羅伯特霍維茨和英國人約翰蘇爾斯頓，因在細(xì)胞程序性死

9、亡方面的研究獲諾貝爾諾貝爾生理與醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)。sydney brennerh. robert horvitzjohn e. sulston 細(xì)胞凋亡和細(xì)胞增殖都是生命的基本現(xiàn)象，是維持體內(nèi)細(xì)胞數(shù)量動(dòng)態(tài)平衡的基本措施。在胚胎發(fā)育階段通過細(xì)胞凋亡清除多余的和已完成使命的細(xì)胞，保證了胚胎的正常發(fā)育；在成年階段通過細(xì)胞凋亡清除衰老和病變的細(xì)胞，保證了機(jī)體的健康。和細(xì)胞增殖一樣細(xì)胞凋亡也是受基因調(diào)控的精確過程。 細(xì)胞凋亡的途徑主要有兩條：一條是通過胞外信號激活細(xì)胞內(nèi)的凋亡酶caspase。一條是通過線粒體釋放凋亡酶激活因子激活caspase。這些活化的caspase可將細(xì)胞內(nèi)的重要蛋白降解，引起細(xì)胞凋亡。1、

10、caspase家族家族 caspase屬于半胱氨酸蛋白酶，相當(dāng)于線蟲中的ced-3，這些蛋白酶是引起細(xì)胞凋亡的關(guān)鍵酶，一旦被信號途徑激活，能將細(xì)胞內(nèi)的蛋白質(zhì)降解，使細(xì)胞不可逆的走向死亡。它們均有以下特點(diǎn)： 酶活性依賴于半胱氨酸殘基的親核性； 裂解靶蛋白位點(diǎn)是天冬氨酸殘基后的肽鍵，所以命名為caspase（ cysteine aspartic acic specific protease ），方便起見稱之為凋亡酶； 都是由兩大、兩小亞基組成的異四聚體，大、小亞基由同一基因編碼，前體被切割后產(chǎn)生兩個(gè)活性亞基。最早發(fā)現(xiàn)人類中與線蟲ced-3同源的基因是 ice (interleukin-1-conv

11、erting enzyme) ，即：白介素-1 轉(zhuǎn)換酶基因，因該酶能將白介素前體切割為活性分子，故名。在人類細(xì)胞中已發(fā)現(xiàn)11個(gè) ice 同源物，分為2個(gè)亞族：-ice 亞族：參與炎癥反應(yīng)-ced-3 家族，參與細(xì)胞凋亡，又分為兩類： 啟動(dòng)者啟動(dòng)者（initiator）：如 caspase-8、9，受到信號后，能通過自剪接而 激活，然后引起 caspase 級聯(lián)反應(yīng)，如 caspase-8 可依次激活 caspase-3、 6、7。 執(zhí)行者執(zhí)行者（executioner或effector）：如caspase-3、6、7，它們可直接降解胞 內(nèi)的結(jié)構(gòu)蛋白和功能蛋白，引起凋亡，但不能通過自催化或自剪接

12、的方 式激活；細(xì)胞中還具有 caspase 的抑制因子，稱為 iaps（inhibitors of apoptosis proteins），屬于一個(gè)龐大的蛋白家族。它們能通過 bir 結(jié)構(gòu)域（baculovirus iap repeats domain）與 caspase 結(jié)合，抑制其活性，如xiap。ice家族成員 a：3類caspase：藍(lán)色參與炎癥反應(yīng)，紅色為執(zhí)行者，綠色為啟動(dòng)者；b：caspase-3的結(jié)構(gòu)模型；c：caspase-3的活化過程執(zhí)行者啟動(dòng)者參與炎癥反應(yīng)名稱及其別名 底物 caspase-1（ice） pro-il ； pro-caspase 3，7 caspase-2（

13、nedd-2/ich1） caspase-3（apopain/cpp32/yama） parp ； srebp ； dff ； dna-pk caspase-4（tx/ich2/ice rel-ii） caspase-5（ice rel-iii/ty） caspase-6（mch2） lamin a ； keratin 18 caspase-7（ice-lap3/mch3/cmh-1） parp ； pro-caspase 6 ； dff caspase-8（flice/mach/mch5） caspase-9（ice-lap6/mch6） caspase-10（mch4/flice2） pa

14、rp caspase-11（ich3） caspase 超家族成員及其相應(yīng)底物超家族成員及其相應(yīng)底物 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。l caspase-8自剪切活化，激活 caspase-3，caspase-7成為凋亡的執(zhí)行者。l caspase-3 激活 caspase-6。l caspase 可降解結(jié)構(gòu)蛋白、信號蛋白、轉(zhuǎn)錄調(diào)控蛋白、周期蛋白等等。l caspase 還可降解cad的調(diào)節(jié)蛋白，釋放出cad，cad進(jìn)入細(xì)胞核降 解 dna。cad 為caspase-activated dnas

15、e（脫氧核苷酸酶），存在于胞質(zhì)中。l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，即caspase1。lice蛋白酶參與 fas 誘導(dǎo)的細(xì)胞凋亡，與線蟲細(xì)胞凋亡基因 ced-3 同源。lced-4 在哺乳動(dòng)物中的同源體為同源體為apaf-1 (apoptotic protease activating factor-1)，能激活caspase3 ，這一過程需要細(xì)胞色素細(xì)胞色素c（apaf-2）和apaf-3的參與。cd95 fas 又稱作 apo-1，屬 tnf 受體和 ngf 受

16、體家族。 1993 年人白細(xì)胞分型國際會議統(tǒng)一命名為統(tǒng)一命名為 cd95。 fas 基因編碼產(chǎn)物為分子量 45kd 的跨膜蛋白。 fas 蛋白與 fas 配體組成 fas 系統(tǒng)，二者的結(jié)合導(dǎo)致 靶細(xì)胞走向凋亡。lfas 具有三個(gè)富含半胱氨酸的胞外區(qū)和一個(gè)稱為死亡結(jié)構(gòu)域（death domain，dd）的胞內(nèi)區(qū)。lfas 的配體 fasl（fas ligand）與 fas 結(jié)合后，fas 三聚化使胞內(nèi)的dd區(qū)構(gòu)象改變，然后與接頭蛋白fadd（fas-associated death domain）的dd區(qū)結(jié)合，而后 fadd 的 n 端 ded區(qū)（death effector domain）就能

17、與caspase-8（或-10）前體蛋白結(jié)合，形成disc (death-inducing signaling complex )，引起caspase-8、10通過自身剪激活，它們啟動(dòng) caspase 的級聯(lián)反應(yīng)，使caspase-3、-6、-7激活，這幾種caspase可降解胞內(nèi)結(jié)構(gòu)蛋白和功能蛋白，最終導(dǎo)致細(xì)胞凋亡。=tnf(1) extrinsic pathway: fas signaling pathwayfas (also called apo-1 or cd95) is a member of the tumor necrosis factor receptor (tnfr) sup

18、erfamily. receptor-mediated pathway of apoptosisbcl-2 family(cytoplasmic factors): bad，bid，and bax： promote apoptosis; bcl-x， bcl-w，and bcl-2: prevent apoptosis.internal stimuli： dna damage， high ca2+ , oxidative stressv線粒體在 cd95 誘導(dǎo)的凋亡中的作用：lcaspase 引起線粒體 pt（permeability transition）孔打開，導(dǎo)致線粒體的跨膜電位下降；l

19、細(xì)胞色素 c 被釋放到胞質(zhì)中、激活 caspase-9，后者再激活 caspase-3。lbcl-2，bcl-xl 均作用于線粒體。細(xì)胞色素釋放引起的凋亡 當(dāng)細(xì)胞接受凋亡信號分子（fas，tnf等）后，凋亡細(xì)胞表面信號分子受體相互聚集并與細(xì)胞內(nèi)的銜接蛋白(adaptor protein)結(jié)合，這些銜接蛋白又募集 procaspases 聚集在受體部， procaspase 相互活化并產(chǎn)生級聯(lián)反應(yīng)，使細(xì)胞凋亡。 下游 caspases 活化后，作用于底物，裂解核纖層蛋白，導(dǎo)致細(xì)胞核形成凋亡小體；裂解 dnase （脫氧核苷酸酶）結(jié)合蛋白，使 dnase 釋放，降解 dna 形成dna ladde

20、r；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)胞識別并吞噬。procaspases are activated by binding to adaptor proteinsthe caspase cascade involved in apoptosisa.procaspase activation by proteolytic cleavage.b.caspase cascade(2) intrinsic pathway: mitochondrial pathwaythe mitochondria-mediated pathw

21、ay of apoptosisvarious types ofcellular stressbcl-2 family: bad or bax to become inserted into om of mitrelease of cytochrome c from i-o space of mit.form a multisubunit complex; and caspase cascade,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名稱來源于b細(xì)胞淋巴瘤/白血病-2(b-cell lymphoma/leukemia-2

22、，bcl-2)。 bcl-2 蛋白，是膜的整合蛋白，主要存在于線粒體外膜、核膜及部分內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中。 bcl-2家族成員都含有1-4個(gè)bcl-2同源結(jié)構(gòu)域（bh1-4），并且通常羧基末端有一穿膜的結(jié)構(gòu)域 (transmembrane region，tm)。其中bh4是抗凋亡蛋白所特有的結(jié)構(gòu)域，bh3是與促進(jìn)凋亡有關(guān)的結(jié)構(gòu)域。根據(jù)功能和結(jié)構(gòu)可將bcl-2基因家族分為兩類： -抗凋亡的抗凋亡的（anti-apoptotic），如：bcl-2、bcl-xl、bcl-w、mcl-1； -促進(jìn)凋亡的促進(jìn)凋亡的（pro-apoptotic），如：bax、bak、bad、bid、bim，在促凋亡蛋白中還有一類僅含

23、bh3結(jié)構(gòu)，如bid、bad?；虍a(chǎn)物 功 能 bcl-2 凋亡抑制劑，可和bax及bak結(jié)合 bcl-x 其l型抑制凋亡，s型促進(jìn)凋亡，與bax及bak結(jié)合 bcl-w 凋亡抑制劑 bax 凋亡促進(jìn)劑，可與bcl-2，bcl-xl，eib19k結(jié)合 bak 凋亡促進(jìn)劑，亦可作抑制劑，可與bcl-2，bcl-x和e1b19k結(jié)合 mcl-1 凋亡抑制劑 bad 凋亡促進(jìn)劑，與bcl-2和bcl-xl結(jié)合 ced-9 線蟲中的凋亡抑制劑，bcl-2同源物 e1b19k 腺病毒凋亡抑制劑，與bax和bak結(jié)合 bcl-2家族 引自katja c. zimmermann等2001當(dāng) caspase8

24、 活化后，它一方面作用 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apoptosis protease activating factor）結(jié)合并活apaf-1，活化的 apaf-1 再活化 procaspase9，最后引起細(xì)胞凋亡。 molecular pathways of apoptosistwo principle pathways extrinsic pathwayin

25、trinsic pathwayactivation of caspase-2 is required for permeabilization of mitochondria, release of cytochrome c, and apoptosispathways to cell death in c. elegans and mammalsp53 是一種抑癌基因，其生物學(xué)功能是在g期監(jiān)視dna的完整性。如有損傷，則抑制細(xì)胞增殖，直到dna修復(fù)完成。如果dna不能被修復(fù)，則誘導(dǎo)其調(diào)亡，在依賴p53蛋白的細(xì)胞凋亡中，p53蛋白能特異地抑制 bcl2 的表達(dá)，但對 bax 的表達(dá)則有明顯的促

26、進(jìn)作用。在這些細(xì)胞中， p53蛋白的積累和活動(dòng)引起了細(xì)胞凋亡。ras-pi3-k-akt（pkb）抗細(xì)胞凋亡途徑：）抗細(xì)胞凋亡途徑： -ras-pi3-k-akt（pkb）-caspase9磷酸化，使其不能參與caspase3 的活化。 -ras-pi3-k-akt（pkb）-bad磷酸化，使其失去阻斷bcl2的功能。 nf-kb與細(xì)胞凋亡：與細(xì)胞凋亡： nf-kb是一種調(diào)節(jié)基因轉(zhuǎn)錄的核因子。 nf-kb的活化抑制了caspase8的活化，從而阻值了下游caspase活化以及細(xì)胞凋亡。ask1-sapk/jnk及及ask1-p38信號途徑：信號途徑： -ask1（apoptosis signa

27、l regulating kinase)，是一種哺乳類的mapkkk。在哺乳類細(xì)胞中，有三套mapk信號組件：raf-mapkk-mapkk，mekk-mkk4-jnk，mkk3-p38（一種mapk）。 -ask1能選擇地活化mekk-mkk4-jnk，mkk3-p38（一種mapk），引起細(xì)胞凋亡。l又稱老化，通常指生物發(fā)育成熟后，在正常情況下隨著年齡的增加，機(jī)能減退，內(nèi)環(huán)境穩(wěn)定性下降，結(jié)構(gòu)中心組分退行性變化，趨向死亡的不可逆的現(xiàn)象。 l衰老和死亡是生命的基本現(xiàn)象，衰老過程發(fā)生在生物界的整體水平、種群水平、個(gè)體水平、細(xì)胞水平以及分子水平等不同的層次。 hayflick 界限：細(xì)胞，至少是培

28、養(yǎng)的細(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。“不死性”學(xué)說的錯(cuò)誤在于： 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。 衰老的原因在于細(xì)胞本身。細(xì)胞來源人胚胎成纖維細(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) 40-60 20 2-4不同年齡來源的人成纖維細(xì)胞的增殖代數(shù)不同年齡來源的人成纖維細(xì)胞的增殖代數(shù)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

29、 會不會衰老？ 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。細(xì)胞核的變化細(xì)胞核的變化：核膜內(nèi)折，染色質(zhì)固縮化。內(nèi)質(zhì)網(wǎng)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：線粒體的變化：通常，細(xì)胞中線粒體的數(shù)量隨年齡增大而減少，而其體積則隨年齡增大而增大。致密體的生成：致密體的生成：由溶酶體和線粒體轉(zhuǎn)化而來。膜系統(tǒng)的變化膜系統(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)胞間間隙連接及膜內(nèi)顆粒的分布也

30、發(fā)生變化。核 增大、染色深、核內(nèi)有包含物染色質(zhì) 凝聚、固縮、碎裂、溶解質(zhì)膜 粘度增加、流動(dòng)性降低細(xì)胞質(zhì) 色素積聚、空泡形成線粒體 數(shù)目減少、體積增大、mt dna突變或丟失高爾基體 碎裂尼氏體 消失包含物 糖原減少、脂肪積聚核膜 內(nèi)陷尼氏體：圍繞某些感覺神經(jīng)末梢的卵圓形同心層狀結(jié)構(gòu) 。1、dna：復(fù)制與轉(zhuǎn)錄受阻，端粒dna、mtdna缺失。dna氧化、斷裂、缺失和交聯(lián)，甲基化程度降低。2、rna：m rna和t rna含量降低。3、蛋白質(zhì)：、蛋白質(zhì)：含成下降，細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)發(fā)生糖基化、氨甲?；?、脫氨基等修飾反應(yīng)，導(dǎo)致蛋白質(zhì)穩(wěn)定性、抗原性，可消化性下降，自由基使蛋白質(zhì)肽斷裂，交聯(lián)而變性。氨基酸由左

31、旋變?yōu)橛倚?、酶分子：、酶分子：活性中心被氧化，金屬離子丟失，酶分子的二級結(jié)構(gòu)，溶解度，等電點(diǎn)發(fā)生改變，酶失活。5、脂類：、脂類：不飽和脂肪酸被氧化。引起膜脂之間或與脂蛋白之間交聯(lián)，膜的流動(dòng)性降低。 該理論認(rèn)為，代謝過程中產(chǎn)生的活性氧基團(tuán)或分子（reactive oxygen species，ros）引發(fā)的氧化性損傷的積累，最終導(dǎo)致衰老。自由基：是一類瞬時(shí)形成的含不成對電子的原子或功能基團(tuán)，普遍存在于生物系統(tǒng)。具有高度反應(yīng)活性，可引發(fā)鏈?zhǔn)阶杂苫磻?yīng)，引起dna、蛋白質(zhì)和脂類，尤其是多不飽和脂肪酸等大分子物質(zhì)變性和交聯(lián)，損傷dna、生物膜、重要的結(jié)構(gòu)蛋白和功能蛋白，從而引起衰老各種現(xiàn)象的發(fā)生。

32、ros主要有三種類型： o2-，即超氧自由基； oh-，即羥自由基； h2o2。（一）氧化性損傷學(xué)說（一）氧化性損傷學(xué)說:內(nèi)源性自由基是人體自由基的主要來源，其產(chǎn)生的主要途徑有： 由線粒體呼吸鏈電子泄漏產(chǎn)生； 由經(jīng)過氧化物酶體的多功能氧化酶（mfo）等催化底物羥化產(chǎn)生。 機(jī)體血紅蛋白、肌紅蛋白中還可通過非酶促反應(yīng)產(chǎn)生自由基。清除ros，就可以延長壽命。正常細(xì)胞內(nèi)存在清除自由基的防御系統(tǒng)，包括酶系統(tǒng)和非酶系統(tǒng)：酶系統(tǒng)：sod，cat，gr等；非酶系統(tǒng)：維生素e，醌類等電子受體。 細(xì)胞增殖次數(shù)與端粒細(xì)胞增殖次數(shù)與端粒dna長度有關(guān)。長度有關(guān)。 體細(xì)胞染色體的端粒dna會隨細(xì)胞分裂次數(shù)增加而不斷縮短。細(xì)胞dna每復(fù)制一次端粒就縮短一段，當(dāng)縮短到一定程度至hayflick點(diǎn)時(shí)，可能會啟動(dòng)dna損傷檢測點(diǎn)（dna damage checkpoint），激活p53，引起p21表達(dá)，導(dǎo)致不可逆地退出細(xì)胞周期，走向衰亡。資料表明人的成纖維細(xì)胞端粒每年縮短14-18bp，可見染色體的端粒有細(xì)胞分裂計(jì)數(shù)器的功能，能記憶細(xì)胞分裂的次數(shù)。 端粒的長度與端粒酶（端粒的長度與端粒酶（telomerase）的活性有關(guān)。）的活性有關(guān)。 端粒酶是一種反轉(zhuǎn)錄