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1、1掌握细胞衰老和凋亡过程的基本概念，生物学特征和 可能分子机制。 2掌握细胞衰老的认识（Hayflick界限），细胞衰老的 表征和细胞结构变化，以及细胞衰老分子机制的多种理 论。 3掌握细胞凋亡的生物学意义，凋亡过程中细胞形态结 构的变化和检测细胞凋亡的方法。细胞凋亡与细胞坏死 的区别。细胞衰老与凋亡的相互关系研究进展。 4了解细胞凋亡在药物开发中的应用远景。 本章知识要点 衰老和死亡是生命的基本现象，衰老 过程发生在生物界的整体水平、种群水平 、个体水平、细胞水平以及分子水平等不 同的层次。 一、早期的细胞衰老研究 20世纪 魏斯曼 学说：种质不死体 质会衰老和死亡 通过观察原生动 物细胞分
2、裂，提出了原 生动物不死的说法，后 来转变为无性系的稳定 性的观点。 20世纪40-50年 代Carrel和 Ebeling 学说：细胞不死 通过培养鸡心脏 细胞无限增殖，使得这 会总观点卷土重来。后 来，L系小鼠细胞和 HeLa细胞系的建立，更 巩固了这种观点。 第一节细胞细胞衰老 衰老问题的研究 离不开细胞 细胞衰老和机体 衰老是两个概念 细胞衰老的认识过程 衰老问题的研究 离不开细胞 细胞衰老和机体 衰老是两个概念 细胞衰老的认识过程 二、Haflick界限 细胞来源人胚胎成纤 维细胞 中年人成 纤维细 胞 老年人成 纤维细 胞 可增殖 代数 40-60 20 2-4 不同年龄来源的人成
3、纤维细胞的增殖代数 体外培养的确年轻的和老的人的成纤维细胞的纤维形态 物种的寿命与体外培养时细胞传代次数的关系 早衰症（儿童早老症）属遗传 病，Lamin A基因的突变引起 的确，身体衰老的过程较正常 快5至10倍，患者样貌像老人 ，器官亦很快衰退，造成生理 机能下降。病征包括身材瘦小 、脱发和较晚长牙。患此罕见 疾病的儿童，即使只有16岁， 但看上去好像六七十岁的老人 。患病儿童一般只能活到7至 20岁，大部分都会死于衰老疾 病，如心血管病，现时未有有 效的治疗方法，只靠药物针对 治疗。 患婴幼儿早衰症 （Hutchinson- Gilford syndrome，）的 小孩在1岁时出 现明显
4、的衰老， 12-18岁即过早 夭折。 正常儿童（左）和婴幼儿早衰症患者（右） Werners syndrome 成人早衰症（Werners syndrome）病人平均39岁时出现衰 老，47岁左右生命结束， 老年男性细胞 年轻女性细胞 混合培养和单独培养 两种细胞在两种培养方式中细胞的倍增次数相同 细胞内部因素决定细胞的衰老 胞质体 完整细胞 细胞融合 细胞分裂能力取决于完整细胞的年龄 细胞核决定了细胞衰老的表达 在机体内，细胞的衰老和死亡是常见的现象，甚 至在个体发育的早期也会发生。 正常情况下终生保持分裂的细胞，其分裂能力是 否随着有机体年龄的增高而下降？它们会不会衰 老？ 衰老动物体内，
5、细胞分裂速度显著减慢，其 原因主要是G1期明显延长 衰老个体内的环境因素影响了细胞的增殖和 衰老 骨髓干细胞移植实验说明随着年龄的增加， 干细胞增殖速度也趋缓慢 三、细胞在体内条件下的衰老 四四 染色质的固缩化和染色质蛋白的二硫 键有关。 核膜内折是细胞核在衰老过程 中最明显的变化，神经细胞尤其明 显。内折随年龄的增大而增大，最 终的结果是导致核膜破裂。 请注意观察老人的 外部形态有 哪些特征? 衰老症状与原因分析 衰老症状 原因分析 皮肤干燥、发皱 头发变白 老人斑 饮食减少 细胞水分减少，体积减小 细胞内的酶活性降低 细胞内色素的累 积 细胞膜通透性功能改变 1. DNA：复制与转录受阻，
6、端粒DNA、mtDNA缺 失。DNA氧化、断裂、缺失和交联，甲基化程度 降低。 2. RNA：含量降低。 3. 蛋白质质：含成下降，发生修饰、交联。 4. 酶分子：活性中心被氧化，金属离子丢失，酶分 子的二级结构、溶解度、等电点发生改变，酶失活 。 5. 脂类类：不饱和脂肪酸被氧化。 分子水平的变化 五五 细胞的衰老死亡与机体的衰老死亡是 。 A一个概念 B两个概念 C因果关系 D主次关系 思考题 第二节 细胞凋亡（apoptosis ） 死亡是生命的普遍现象，但细胞死亡并非与机 体死亡同步。正常的组织中也发生细胞死亡，它是 维持组织机能和形态所必需的。 一、细胞凋亡的概念及其生物学意义 奖赏
7、奖赏 Horvitz, 和Sulston共享生理学或药药学诺贝诺贝 尔奖奖 （2002） “为了他们的发现关于遗传的规则 机关发展的和程序单元死” 概念： 细胞凋亡是多细胞生物在发育过程 中，一种由基因控制的主动的细胞生理 性自杀或谋杀行为。 凋亡细胞将被吞噬细胞吞噬。 蝌蚪尾的消失 脊椎动物的神经系统的发育 发育过程中手和足的成形过程 .细胞凋亡的生物学意义 (1)维持内环境的稳定. 通过细胞凋亡可以清除机体不再需要的 细胞而不引起炎症反应。 如:蝌蚪尾的消失； 机体衰老细胞的清除. (2)确保正常的生长发育 如:胚胎手和脚的发育; 神经系统的 发育 (3)积极参与机体防御 如:病毒感染细胞
8、后,细胞通过 DNA片段化阻止病毒DNA复制 二、细胞凋亡的形态特征和生物 化学特征 （一）细胞凋亡与坏死 1.1.细胞坏死（细胞被动性死亡）细胞坏死（细胞被动性死亡） 细胞坏死是病理条件下细胞死亡的过程。 早期表现为细胞膜破裂，线粒体肿胀。 继而溶酶体破裂,细胞内容物流出, 引起炎症。 2.2.细胞凋亡（细胞主动性死亡）细胞凋亡（细胞主动性死亡） v 细胞凋亡（细胞程序性死亡）：细胞为维持 内环境稳定，由基因控制的细胞自主的有序 性的自我消亡方式。 表表 细胞凋亡和细胞坏死的区别细胞凋亡和细胞坏死的区别 区别点 细胞凋亡 细胞坏死 起因 生理或病理性 病理性变化或剧烈损伤 范围 单个散在细胞
9、 大片组织或成群细胞 细胞膜 保持完整，一直到形成凋亡小体 破损 染色质 凝聚在核膜下呈半月状 呈絮状 细胞器 无明显变化 肿胀、内质网崩解 细胞体积 固缩变小 肿胀变大 凋亡小体 有，被邻近细胞或 无，细胞自溶，残余碎片 巨噬细胞吞噬 被巨噬细胞吞噬 基因组DNA 有控降解，电泳图谱呈梯状 随机降解，电泳图谱呈涂抹状 蛋白质合成 有 无 调节过程 受基因调控 被动进行 炎症反应 无，不释放细胞内容物 有，释放内容物。 细胞肿胀、解体，释放出内 容物，引起炎症反应。 细胞坏死： 细胞核和细胞质收缩, 片段化。保持膜的完整性，自身吞噬 细胞凋亡： 区分 坏死 细胞凋亡 瓦解 炎症 细胞内 容物释
10、放 细胞皱缩 染色质凝集呈块状 细胞质浓缩 染色质呈絮状 细胞器肿胀 线粒体呈空泡状 核破裂形成小泡 凋亡小体形成 吞噬作用 坏死细胞 凋亡细胞 （二）、细胞凋亡的形态学特征 1.细胞皱缩; 2.染色质凝集呈块状; 3.细胞质浓缩; 4.凋亡小体形成； 5.凋亡小体内有结构完整的细胞器。 胸腺细胞 正常凋亡 胸腺细胞 正常凋亡凋亡 （三（三 ） 细胞色素c诱导的凋亡细胞 DNA电泳图 1细胞色素c诱导0 h 2细胞色素c诱导1 h 3细胞色素c诱导2 h 4细胞色素c诱导3 h 5细胞色素c诱导4 h 6阴性对照 7Marker (四)诱导细胞凋亡的因子 物理性因子，包括射线（紫外线， 射线等），较 温和的温度刺激（如热激，冷激）等。 化学及生物因子：包括活性氧基团和分子，DNA 和蛋白质合成的抑制剂，激素，细胞生长因子， 肿瘤坏死因子（TNF），抗Fas/Apo-1/CD95 抗体等 （五） 三、细胞凋亡的基因控制三、细胞凋亡的基因控制 1、促进细胞增殖的基因：c-myc,c-abl,ras 2、促进细胞存活的基因：bcl-2，EIB。 3、细胞生长抑制基因: p53，RB ，WT-1 4、细胞死亡促进基因：Bax，ICE