第十五章 細(xì)胞的衰老和死亡課件

第十五章細(xì)胞的衰老和死亡第十五章細(xì)胞的衰老及死亡第十五章細(xì)胞的衰老和死亡第一節(jié)細(xì)胞的衰老一、細(xì)胞衰老及其表現(xiàn)二、細(xì)胞衰老的形態(tài)學(xué)特征三、細(xì)胞衰老的生化及細(xì)胞學(xué)特征四、細(xì)胞衰老的機(jī)制五、細(xì)胞衰老的意義第二節(jié)細(xì)胞的死亡一、細(xì)胞死亡的概念和標(biāo)志二、細(xì)胞死亡的形式三、細(xì)胞死亡的特征三、細(xì)胞凋亡的機(jī)制四、細(xì)胞凋亡的生物學(xué)意義第十五章細(xì)胞的衰老和死亡一、細(xì)胞衰老(cellsenescence)及其表現(xiàn)海夫勒（Hayflick）界限正常細(xì)胞的衰老不可避免細(xì)胞衰老：增殖能力逐漸減弱，對環(huán)境適應(yīng)能力逐漸降低的不可逆改變。生物體的衰老與細(xì)胞的衰老含義不同但卻相互聯(lián)系龜?shù)膲勖鼮?00年，細(xì)胞可以傳代140代；成年人的成纖維細(xì)胞可傳20-30代；小鼠的壽命為3年，細(xì)胞可以傳代12代；第十五章細(xì)胞的衰老和死亡二、細(xì)胞衰老的形態(tài)學(xué)特征細(xì)胞膜內(nèi)陷，流動性降低細(xì)胞質(zhì)水分減少，致密體（脂褐素）積聚，空泡增多細(xì)胞器線粒體和尼氏體減少包含物糖原顆粒減少細(xì)胞核核質(zhì)比變小核膜內(nèi)折染色質(zhì)濃縮第十五章細(xì)胞的衰老和死亡核酸：復(fù)制與轉(zhuǎn)錄受阻，端粒DNA縮短。蛋白質(zhì)：含成速率下降酶：酶分子的結(jié)構(gòu)改變，酶活性減弱。脂類：不飽和脂肪酸被氧化。細(xì)胞增殖參數(shù)改變：細(xì)胞周期阻滯三、細(xì)胞衰老的生化及細(xì)胞學(xué)特征第十五章細(xì)胞的衰老和死亡四、細(xì)胞衰老的可能機(jī)制第十五章細(xì)胞的衰老和死亡五、細(xì)胞衰老的生物學(xué)意義總體來說，細(xì)胞的衰老導(dǎo)致生物體的衰老然而并非所有的細(xì)胞衰老都是有害的特例：黑素細(xì)胞的衰老是抗腫瘤的另一種方式第十五章細(xì)胞的衰老和死亡第二節(jié)細(xì)胞的死亡死亡是生命的普遍現(xiàn)象，細(xì)胞衰老的終末必將走向死亡。然而，正常的組織中也發(fā)生細(xì)胞死亡，它是維持組織機(jī)能和形態(tài)所必需的。第十五章細(xì)胞的衰老和死亡一、細(xì)胞死亡的概念和標(biāo)志細(xì)胞死亡：細(xì)胞生命現(xiàn)象不可逆的終止鑒別標(biāo)志：活體染色臺盼藍(lán)死細(xì)胞藍(lán)色第十五章細(xì)胞的衰老和死亡二、細(xì)胞死亡的形式細(xì)胞凋亡(apoptosis)：有秩序、受控制并按某種預(yù)定程序發(fā)展的生理性的自然死亡過程。細(xì)胞壞死(necrosis)：由外部的化學(xué)、物理或生物因素造成的細(xì)胞崩潰裂解。第十五章細(xì)胞的衰老和死亡三、細(xì)胞凋亡的特征

（一）細(xì)胞凋亡的形態(tài)學(xué)特征凋亡的起始凋亡小體的形成凋亡小體被吞噬第十五章細(xì)胞的衰老和死亡圖（a）示細(xì)胞凋亡的形態(tài)變化過程；圖（b）示透射電鏡下正常細(xì)胞與凋亡細(xì)胞的形態(tài)對比。凋亡的起始凋亡小體的形成凋亡小體被吞噬正常細(xì)胞凋亡細(xì)胞第十五章細(xì)胞的衰老和死亡胸腺細(xì)胞正常凋亡第十五章細(xì)胞的衰老和死亡凋亡的淋巴細(xì)胞吉姆薩染色1000×第十五章細(xì)胞的衰老和死亡凋亡和壞死

的形態(tài)學(xué)差異內(nèi)容物釋放炎癥壞死凋亡崩解凋亡小體吞噬細(xì)胞吞噬作用第十五章細(xì)胞的衰老和死亡凋亡與壞死的差異最重要的差異：

壞死時(shí)細(xì)胞結(jié)構(gòu)不完整，內(nèi)容物釋放出來，溶酶體活性增加劇烈的炎癥反應(yīng)第十五章細(xì)胞的衰老和死亡（二）凋亡的生化特征最主要的生化特征：DNA梯形帶（ladder）的形成DNAladder：基因組DNA被內(nèi)源性核酸酶于核小體單位間切割，產(chǎn)生一系列長短不一的寡核苷酸片段，其長度為核小體長度的整數(shù)倍，凝膠電泳時(shí)呈現(xiàn)特征性的梯形DNA區(qū)帶第十五章細(xì)胞的衰老和死亡DNAladder的產(chǎn)生內(nèi)源性核酸酶內(nèi)源性核酸酶于核小體單位間（虛線處）切割基因組DNA,產(chǎn)生的一系列寡核苷酸片段長度為180-200bp的整數(shù)倍第十五章細(xì)胞的衰老和死亡凋亡細(xì)胞DNAladder的檢測2kb1kb0.5kb0.2kbABC瓊脂糖凝膠電泳圖A泳道：正常細(xì)胞的染色體DNA；B泳道：凋亡細(xì)胞的染色體DNAC泳道：DNA分子量marker高分子量低分子量+_第十五章細(xì)胞的衰老和死亡四、誘導(dǎo)凋亡的機(jī)制

物理性因子：射線（紫外線，

射線等），溫度刺激等。

化學(xué)及生物因子：包括活性氧基團(tuán)和分子，激素，腫瘤壞死因子

（TNF

）

機(jī)制：上述因子作用于細(xì)胞，胞內(nèi)促凋亡因子在與促存活因子的斗爭中勝出，激活了效應(yīng)caspase，導(dǎo)致大量蛋白的降解及后續(xù)反應(yīng)。第十五章細(xì)胞的衰老和死亡五、凋亡的生物學(xué)意義

細(xì)胞凋亡對于多細(xì)胞生物個(gè)體發(fā)育，自穩(wěn)平衡以及抵御外界干擾方面都起著非常關(guān)鍵的作用，例如：蝌蚪尾的消失，骨髓和腸的細(xì)胞凋亡小鼠趾間的發(fā)育第十五章細(xì)胞的衰老和死亡細(xì)胞凋亡與癌癥癌癥實(shí)際上是癌細(xì)胞增殖過度而凋亡不足的疾病臨床上用的化療和放療的實(shí)質(zhì)是誘導(dǎo)癌細(xì)胞凋亡第十五章細(xì)胞的衰老和死亡本章小結(jié)細(xì)胞衰老是細(xì)胞增殖能力和適應(yīng)環(huán)境能力減弱的不可逆現(xiàn)象。衰老的細(xì)胞膜皺縮；胞內(nèi)水分減少，細(xì)胞器減少，脂褐素增多；核質(zhì)比減小，染色體固縮。衰老的細(xì)胞內(nèi)大分子物質(zhì)功能降低第十五章細(xì)胞的衰老和死亡衰老的終末細(xì)胞必然死亡，但細(xì)胞死亡可能是機(jī)體正常發(fā)育所必需的凋亡和壞死的定義及主要區(qū)別。凋亡的主要形態(tài)和生化特征。凋亡的機(jī)制：各種因素激活了效應(yīng)caspase酶，引起一系列后續(xù)反應(yīng)。第十五章細(xì)胞的衰老和死亡第十四章干細(xì)胞(stemcell)第一節(jié)干細(xì)胞的生物學(xué)特征第二節(jié)各種類型的干細(xì)胞第三節(jié)干細(xì)胞的臨床應(yīng)用前景第十五章細(xì)胞的衰老和死亡第一節(jié)干細(xì)胞的定義及生物學(xué)特征定義：可自我更新并可分化成一種以上類型細(xì)胞的多潛能細(xì)胞形態(tài)特征：較小的圓或橢圓細(xì)胞；核質(zhì)比較大生化特征：端粒酶活性，各種分化抗原分裂增殖特征：對稱分裂和不對稱分裂；干細(xì)胞巢；緩慢增殖/過渡擴(kuò)增細(xì)胞；干細(xì)胞轉(zhuǎn)分化第十五章細(xì)胞的衰老和死亡第二節(jié)干細(xì)胞的分類按發(fā)育階段分類：胚胎干細(xì)胞成體干細(xì)胞：造血干細(xì)胞、間充質(zhì)干細(xì)胞、神經(jīng)干細(xì)胞、表皮干細(xì)胞等按分化潛能分類：全能干細(xì)胞、多能干細(xì)胞和專能干細(xì)胞第十五章細(xì)胞的衰老和死亡干細(xì)胞的分類第十五章細(xì)胞的衰老和死亡造血干細(xì)胞的分化淋巴干細(xì)胞骨髓干細(xì)胞第十五章細(xì)胞的衰老和死亡干細(xì)胞總結(jié)(flash)第十五章細(xì)胞的衰老和死亡第三節(jié)干細(xì)胞的臨床應(yīng)用前景胚胎干細(xì)胞組織工程成體干細(xì)胞白血病的干細(xì)胞治療Ⅰ型糖尿病的干細(xì)胞治療帕金森綜合征的干細(xì)胞治療第十五章細(xì)胞的衰老和死亡干細(xì)胞總結(jié)定義：可自我更新并可分化成一種以上細(xì)胞類型的多潛能細(xì)胞。形態(tài)特征：細(xì)胞小，核質(zhì)比大增殖特征：對稱和不對稱分裂并存；干細(xì)胞巢；緩慢增殖/過渡擴(kuò)充細(xì)胞；轉(zhuǎn)分化分類：可按發(fā)育階段和分化潛能分類。臨床應(yīng)用：缺什么干細(xì)胞負(fù)責(zé)補(bǔ)什么。第十五章細(xì)胞的衰老和死亡造血干細(xì)胞的巢第十五章細(xì)胞的衰老和死亡凋亡的起始整體：細(xì)胞收縮，脫絨毛，解黏附，離群細(xì)胞膜：內(nèi)陷細(xì)胞質(zhì)：濃縮細(xì)胞核：縮小，核仁消失，染色體濃集于細(xì)胞核內(nèi)表面第十五章細(xì)胞的衰老和死亡凋亡小體形成染色體斷裂核膜和細(xì)胞膜內(nèi)陷包裹成泡樣結(jié)構(gòu)第十五章細(xì)胞的衰老和死亡凋亡小體被吞噬第十五章細(xì)胞的衰老和死亡蝌蚪尾部的消失發(fā)育成熟后尾部成為不再需要的結(jié)構(gòu)，故構(gòu)成尾部的細(xì)胞全部凋亡第十五章細(xì)胞的衰老和死亡帕金森病的干細(xì)胞治療第十五章細(xì)胞的衰老和死亡組織工程示意圖取異體胚胎干細(xì)胞或病人自身的成體干細(xì)胞體外純化定向誘導(dǎo)分化大量擴(kuò)增體外重建組織或器官移植回病人體內(nèi)第十五章細(xì)胞的衰老和死亡不對稱分裂示意圖不對稱分裂的特點(diǎn)是特殊的蛋白質(zhì)或信使RNA（紅點(diǎn)所示）選擇性進(jìn)入其中一個(gè)子細(xì)胞(淺紫色）第十五章細(xì)胞的衰老和死亡肝細(xì)胞中的脂褐素顆粒（黃褐色）第十五章細(xì)胞的衰