第十三章細胞死亡與衰老詳解演示文稿

第十三章細胞死亡與衰老詳解演示文稿目前一頁\總數(shù)六十三頁\編于十點優(yōu)選第十三章細胞死亡與衰老目前二頁\總數(shù)六十三頁\編于十點一、動物細胞的程序性死亡概念：細胞凋亡是一個主動的由基因決定的自動結(jié)束生命的過程，受到嚴格的由遺傳機制決定的程序性控制，所以也常常被稱為細胞編程死亡（programmedcelldeath,PCD）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。細胞死亡有三種形式：凋亡、壞死和自噬目前三頁\總數(shù)六十三頁\編于十點細胞凋亡（apoptosis):

apoptosis為希臘語，原指秋天時樹葉自然凋零。由體內(nèi)外因素觸發(fā)細胞內(nèi)預存的死亡程序而導致的細胞死亡過程稱為細胞凋亡（又稱為程序性細胞死亡）。

（一）

細胞凋亡目前四頁\總數(shù)六十三頁\編于十點1）.形態(tài)學特征

1.細胞凋亡的特征凋亡的起始：凋亡小體的形成：凋亡小體逐漸為鄰近的細胞吞噬并消化目前五頁\總數(shù)六十三頁\編于十點

凋亡的形態(tài)學變化目前六頁\總數(shù)六十三頁\編于十點

凋亡生化特征變化

:藥物誘導細胞凋亡Lane1．0h2．1h3．2h4．3h5．4h6．Control7．Marker

2.0kbp1.00.50.2目前七頁\總數(shù)六十三頁\編于十點2、細胞凋亡的意義1）生理意義①確保正常發(fā)育、生長：清除多余的、失去功能價值的細胞（指趾間組織細胞；動物變態(tài)；神經(jīng)元細胞；皮膚角質(zhì)形成）②維持內(nèi)環(huán)境穩(wěn)定：清除受損突變細胞，DNA損傷的細胞，衰老細胞③發(fā)揮積極的防御功能：感染病毒細胞凋亡，阻止病毒復制目前八頁\總數(shù)六十三頁\編于十點

凋亡的生物學意義：1、有利于清除多余細胞

目前九頁\總數(shù)六十三頁\編于十點

凋亡的生物學意義2、有利于清除無用細胞目前十頁\總數(shù)六十三頁\編于十點目前十一頁\總數(shù)六十三頁\編于十點2）病理學意義病原體侵染誘導凋亡——HIV抑制凋亡——Poxvirus①細胞凋亡不足腫瘤，自身免疫疾病；②細胞凋亡過度神經(jīng)退行性疾?。ˋD，帕金森癥）、心肌梗塞、再生障礙性貧血、骨組織壞死。目前十二頁\總數(shù)六十三頁\編于十點3、細胞凋亡的檢測方法◆形態(tài)學觀測：染色法、透射和掃描電鏡觀察◆DNA電泳：DNA片段呈現(xiàn)出梯狀條帶◆DNA斷裂的原位末端標記法（TUNEL測定法）：◆彗星電泳法（cometassay）◆流式細胞分析目前十三頁\總數(shù)六十三頁\編于十點Humanembryoatday4morulacontaining23nucleilabelledwithDAPI(blue),includingsevenTUNEL-labelledcondensednuclei(pink,arrow)thatwereexcludedfromdevelopment(KateHardy1999).目前十四頁\總數(shù)六十三頁\編于十點1:形態(tài)學觀察目前十五頁\總數(shù)六十三頁\編于十點2:DNA電泳目前十六頁\總數(shù)六十三頁\編于十點2.DNA電泳目前十七頁\總數(shù)六十三頁\編于十點目前十八頁\總數(shù)六十三頁\編于十點目前十九頁\總數(shù)六十三頁\編于十點7.流式細胞儀分析目前二十頁\總數(shù)六十三頁\編于十點4.細胞凋亡的分子機制誘導細胞凋亡的因子：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?；瘜W及生物因子：包括活性氧基團和分子，DNA和蛋白質(zhì)合成的抑制劑，激素，細胞生長因子，腫瘤壞死因子（TNF），抗Fas/Apo-1/CD95抗體等。目前二十一頁\總數(shù)六十三頁\編于十點早期研究(MIT:RobertHorrid,1986)線蟲:1090cells,CED3突變所有的細胞均不凋亡.CED3在凋亡過程中起到非常關鍵的作用.線蟲:發(fā)育周期短，全身透明，是研究凋亡的模式生物.131細胞死亡.目前二十二頁\總數(shù)六十三頁\編于十點凋亡相關因子—

caspase

(1)為什么叫做caspase?活性位點:Cysteine作用位點:Asparaticacid

CysteineAsparaticacidspecificproteaseAps-Xxx天冬氨酸特異性的半光氨酸蛋白水解酶目前二十三頁\總數(shù)六十三頁\編于十點凋亡的兩個階段：活化階段：發(fā)出死亡信號。執(zhí)行階段：

發(fā)出“eatme”信號。目前二十四頁\總數(shù)六十三頁\編于十點怎樣活化caspases?所有的caspases以前體的形式存在—ProcaspasesProcaspaseN末端結(jié)構(gòu)域:高度可變大亞基(20kD)小亞基(10kD)procaspases活化起始caspase級聯(lián)反應?3類caspase:1、凋亡起始因子:caspase-2,caspase-8,caspase-9andcaspase-102、凋亡執(zhí)行因子:caspase-3,caspase-6，caspase-7and14(morphologychange)3、調(diào)節(jié)因子:caspase-1,andcaspase-11目前二十五頁\總數(shù)六十三頁\編于十點Procaspases通過與調(diào)節(jié)蛋白的結(jié)合而被活化caspase在凋亡中的級聯(lián)反應Procaspaseactivationbyproteolyticcleavage.Caspasecascade目前二十六頁\總數(shù)六十三頁\編于十點Caspase依賴性的細胞凋亡

外源途徑、內(nèi)源途徑

（線粒體）DISC動畫目前二十七頁\總數(shù)六十三頁\編于十點凋亡路徑兩條主要路徑外部路徑內(nèi)部路徑目前二十八頁\總數(shù)六十三頁\編于十點1.Cell1994(GoldsteinJLandBrownMS)

2.Cell1996(cytochromec)3.Science19974.Cell19975.Cell1997Apaf-16.Cell1997Apaf-1/caspase-9complex7.Cell19988.NatureCellBiol19999.Cell200010.NatureCellBiol200011.Nature200112.Science200313.Cell200414.Cell2005王曉東WangXD目前二十九頁\總數(shù)六十三頁\編于十點(1)Cell1993(HRobertHorvitz)(2)Cell1993(3)Science1994(4)Cell1994(5)Nature1997(6)Cell1998(7)Cell1998(8)Cell1999(9)Nature2000(10)NatureCellBiol

2001(11)Nature2003(12)Cell2003(13)Cell2004(14)NatChemBiol2005(15)Cell2005(16)Science2005(17)NatCellBiol2007袁鈞英YuanJ.

目前三十頁\總數(shù)六十三頁\編于十點(1)

外部路徑:Fas信號路徑Fas

(也叫做Apo-1或CD95)是腫瘤壞死因子受體超家族的一個成員。凋亡受體調(diào)節(jié)的路徑Bcl-2家族：Bad,Bid,和bax:促進細胞凋亡;Bcl-X,Bcl-w,和Bcl-2:抑制細胞凋亡.目前三十一頁\總數(shù)六十三頁\編于十點目前三十二頁\總數(shù)六十三頁\編于十點(2)內(nèi)部路徑:線粒體路徑線粒體調(diào)節(jié)的凋亡路徑不同類型的細胞應激反應可以引發(fā)該路徑Bcl-2家族:釋放cytochromec.形成多亞基復合物;CaspaseCascade,…目前三十三頁\總數(shù)六十三頁\編于十點Caspase非依賴性的細胞凋亡凋亡誘導因子（AIF)限制性內(nèi)切酶G(EndoG)目前三十四頁\總數(shù)六十三頁\編于十點

激活凋亡正調(diào)節(jié)因子轉(zhuǎn)錄因子p53抑制抗凋亡因子存活信號:

起始基因轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)錄因子NF-κB激活轉(zhuǎn)錄凋亡抑制基因

凋亡信號：目前三十五頁\總數(shù)六十三頁\編于十點（二）細胞壞死壞死凋亡目前三十六頁\總數(shù)六十三頁\編于十點

細胞壞死細胞凋亡目前三十七頁\總數(shù)六十三頁\編于十點目前三十八頁\總數(shù)六十三頁\編于十點（三）細胞自噬壽命較短的蛋白質(zhì)－泛素降解壽命較長的蛋白質(zhì)－自噬

自噬小體目前三十九頁\總數(shù)六十三頁\編于十點二、植物細胞的程序性死亡

死亡細胞的殘余物被細胞壁固定在原位，被自身液泡中的水解酶消化。目前四十頁\總數(shù)六十三頁\編于十點細胞凋亡與疾病

通過程序性死亡，多細胞有機體可抑制細胞的過量增殖，清除衰老和畸形細胞以維持健康細胞的正常數(shù)量。細胞凋亡對組織和器官發(fā)育、免疫耐受性以及神經(jīng)細胞的生長與發(fā)育等起著決定性的作用。目前四十一頁\總數(shù)六十三頁\編于十點細胞凋亡與人類疾病目前四十二頁\總數(shù)六十三頁\編于十點第二節(jié)細胞衰老目前四十三頁\總數(shù)六十三頁\編于十點人的壽命應該有多長？哺乳類動物的壽命應該是其生長期的7倍。人的生長期是最后一顆牙齒長出來的時間(20-25歲)。因此人的壽命應該為100-175歲，正常應該是120歲。目前四十四頁\總數(shù)六十三頁\編于十點細胞衰老細胞衰老又稱為老化，通常指生物發(fā)育成熟后，在正常情況下隨著年齡的增加，機能和結(jié)構(gòu)發(fā)生退行性變化，從而趨向死亡的不可逆現(xiàn)象。

細胞衰老的特征細胞衰老的分子機理目前四十五頁\總數(shù)六十三頁\編于十點什么是細胞衰老?目前四十六頁\總數(shù)六十三頁\編于十點1.Hayflick界限概念：關于細胞增殖能力和壽命是有限的觀點。細胞，至少是培養(yǎng)的二倍體細胞，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界限二倍體細胞的衰老是由細胞本身決定的決定細胞衰老的因素在細胞內(nèi)部，而不是外部的環(huán)境是細胞核而不是細胞質(zhì)決定了細胞衰老目前四十七頁\總數(shù)六十三頁\編于十點細胞來源人胚肺成纖維細胞中年人成纖維細胞老年人成纖維細胞可增殖代數(shù)40-60202-4不同年齡來源的人成纖維細胞的增殖代數(shù)目前四十八頁\總數(shù)六十三頁\編于十點細胞最高分裂次數(shù)龜90—125人40—60雞15—35小鼠14—28目前四十九頁\總數(shù)六十三頁\編于十點體外培養(yǎng)的人成纖維細胞YONGOLD目前五十頁\總數(shù)六十三頁\編于十點細胞在體內(nèi)條件下的衰老在機體內(nèi)，細胞的衰老和死亡是常見的現(xiàn)象，甚至在個體發(fā)育的早期也會發(fā)生;正常情況下終生保持分裂的細胞，其分裂能力是否隨著有機體年齡的增高而下降？它們會不會衰老？衰老動物體內(nèi)，細胞分裂速度顯著減慢，其原因主要是G1期明顯延長;衰老個體內(nèi)的環(huán)境因素影響了細胞的增殖和衰老;骨髓干細胞移植實驗說明隨著年齡的增加，干細胞增殖速度也趨緩慢.目前五十一頁\總數(shù)六十三頁\編于十點體外培養(yǎng)細胞的衰老特點接觸抑制傳代次數(shù)有限，增殖能力有限1）培養(yǎng)危機期2）Hayflick界限特例：永生化細胞無限傳代，無接觸抑制性多源于惡性腫瘤細胞目前五十二頁\總數(shù)六十三頁\編于十點衰老細胞結(jié)構(gòu)的變化細胞核的變化內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的變化線粒體的變化致密體的生成膜系統(tǒng)的變化

目前五十三頁\總數(shù)六十三頁\編于十點體外培養(yǎng)的二倍體細胞，細胞核隨著細胞分裂次數(shù)的增加不斷增大細胞核的核膜內(nèi)折（invagination）、染色質(zhì)固縮化

細胞核的變化目前五十四頁\總數(shù)六十三頁\編于十點衰老動物內(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通常，細胞中線粒體的數(shù)量隨齡減少，而其體積則隨齡增大內(nèi)質(zhì)網(wǎng)與線粒體的變化目前五十五頁\總數(shù)六十三頁\編于十點膜系統(tǒng)的變化衰老的細胞，其膜流動性降低、韌性減小衰老細胞間間隙連接;細胞膜內(nèi)（P面）顆粒的分布也發(fā)生變化目前五十六頁\總數(shù)六十三頁\編于十點細胞衰老的形態(tài)變化目前五十七頁\總數(shù)六十三頁\編于十點生化改變DNA：