细胞衰老和死亡-朱建华2016复习课程.ppt

细胞衰老和死亡-朱建华2016 Still waters run deep.流静水深流静水深,人静心深人静心深 Where there is life,there is hope。有生命必有希望。有生命必有希望 第一节第一节 衰老的定义衰老的定义一、老化的概念一、老化的概念衰老衰老(aging)(aging)又称又称老化老化（SenescenceSenescence）：是生物体自成：是生物体自成熟期开始，随增龄发生的、渐进熟期开始，随增龄发生的、渐进的、受遗传因素影响的、全身复的、受遗传因素影响的、全身复杂的形态结构和生理功能不可逆杂的形态结构和生理功能不可逆的退行性变化。具有的退行性变化。具有普遍性、内普遍性、内因性、进行性、累积性及有害性因性、进行性、累积性及有害性的特点。的特点。有两层含义：一是其增殖分化的有两层含义：一是其增殖分化的停止。二是其同时能够维持细胞停止。二是其同时能够维持细胞的基本功能。的基本功能。二、细胞衰老的改变：二、细胞衰老的改变：主要表现为对环境变化适应能力的降低和主要表现为对环境变化适应能力的降低和维持细胞内环境稳态的能力降低。维持细胞内环境稳态的能力降低。（一）形态结构变化（一）形态结构变化1.1.细胞核的变化：细胞核的变化：细胞核增大，染色质固缩（常细胞核增大，染色质固缩（常染色质减少，染色加深）。染色质减少，染色加深）。2.2.内质网的变化：内质网的变化：粗面内质网逐渐减少，弥散于粗面内质网逐渐减少，弥散于核周，排列紊乱。高尔基体囊泡肿胀、扁平囊泡核周，排列紊乱。高尔基体囊泡肿胀、扁平囊泡断裂崩解。断裂崩解。3.3.线粒体的变化：线粒体的变化：随年龄增大数目减少、体积增随年龄增大数目减少、体积增大。线粒体嵴减少、变清晰，外膜破裂。大。线粒体嵴减少、变清晰，外膜破裂。4.4.膜系统的变化：膜系统的变化：从液晶相变为凝胶相或固相，从液晶相变为凝胶相或固相，膜流动性降低；缝隙连接减少，膜功能下降。膜流动性降低；缝隙连接减少，膜功能下降。5.5.细胞骨架系统变化：细胞骨架系统变化：肌动蛋白装配水平降低。肌动蛋白装配水平降低。6.6.致密体形成：致密体形成：是衰老细胞中的一种常见结构，是衰老细胞中的一种常见结构，由溶酶体或线粒体转化而来。由溶酶体或线粒体转化而来。（二）功能变化（二）功能变化1.1.染色质转录活性下降。染色质转录活性下降。2.2.蛋白质合成下降，酶活性改变。蛋白质合成下降，酶活性改变。衰老的动物细胞衰老的动物细胞成熟的动物细胞成熟的动物细胞三、衰老模型三、衰老模型酵母：细菌，繁殖非常快。酵母：细菌，繁殖非常快。果蝇果蝇(Drosophila)：寿命短，繁殖快，有多种基因缺：寿命短，繁殖快，有多种基因缺失的突变体。失的突变体。线虫：如：秀丽隐杆线虫线虫：如：秀丽隐杆线虫(Caenorhabditis elegans)人胚肺成纤维细胞。人胚肺成纤维细胞。动物模型：动物模型：Sam P8小鼠，小鼠，TG2576小鼠。小鼠。第二节衰老的机制第二节衰老的机制随机理论随机理论系统理论系统理论细胞理论细胞理论基因学说基因学说一、随机理论（一、随机理论（Stochastic Theories）1.1.自由基学说自由基学说(free radical theory)(free radical theory)自由基是在外层轨道上具有不成对电子的自由基是在外层轨道上具有不成对电子的分子或原子基团，如：分子或原子基团，如：O2-、OH等，等，会与其他会与其他物质反应夺取电子，引起一些极重要的生物分子物质反应夺取电子，引起一些极重要的生物分子失活，对细胞的结构和功能产生有害的生物学效失活，对细胞的结构和功能产生有害的生物学效应。应。正常代谢反应的中间产物含有自由基，但会正常代谢反应的中间产物含有自由基，但会被被机体清除机体清除。机体清除机体清除自由基的能力随龄年的自由基的能力随龄年的增加而下降增加而下降，体内自由基增多，对细胞造成不可，体内自由基增多，对细胞造成不可逆的损伤，如脂类的过氧化与大分子的交联，其逆的损伤，如脂类的过氧化与大分子的交联，其后果是使胞内酶失活，以及象脂褐质一类的惰性后果是使胞内酶失活，以及象脂褐质一类的惰性物质在胞内沉积。物质在胞内沉积。2.大分子交联学说（大分子交联学说（cross linkage theory）该学说由该学说由BjorkstenBjorksten于于19631963年提出的，后经年提出的，后经VerzarVerzar加以发展。其主要论点是：机体中蛋白加以发展。其主要论点是：机体中蛋白质，核酸等大分子可以通过质，核酸等大分子可以通过共价交叉结合共价交叉结合，形，形成巨大分子。这些巨大分子难以酶解，堆积在成巨大分子。这些巨大分子难以酶解，堆积在细胞内，干扰细胞的正常功能。细胞内，干扰细胞的正常功能。3.错误成灾学说错误成灾学说（error actastrophe theory）错误成灾学说是由错误成灾学说是由Orgel确提出的，认为在确提出的，认为在DNA复制、转录和翻译中发生误差，这种误差可复制、转录和翻译中发生误差，这种误差可以不断扩大，造成细胞衰老、死亡。以不断扩大，造成细胞衰老、死亡。二、系统理论二、系统理论1.神经内分泌学说神经内分泌学说 此学说认为此学说认为下丘脑、垂体、肾上腺下丘脑、垂体、肾上腺好象人体的好象人体的“生物钟生物钟”，是调节衰老过程的主要场所。下丘脑、，是调节衰老过程的主要场所。下丘脑、垂体的功能障碍会影响其它内分泌腺的功能，相关垂体的功能障碍会影响其它内分泌腺的功能，相关激素水平下降，将导致全身功能的退行性变化。激素水平下降，将导致全身功能的退行性变化。衰老过程内分泌系统功能改变主要包括：衰老过程内分泌系统功能改变主要包括：靶细胞受体数目减少且反应性减退。靶细胞受体数目减少且反应性减退。激素降解率减低，血液中激素激素降解率减低，血液中激素浓度升高浓度升高，反馈性，反馈性地引起激素的分泌减少。地引起激素的分泌减少。酶合成的神经内分泌调节功能减退。酶合成的神经内分泌调节功能减退。2.衰老的免疫学说衰老的免疫学说该学说认为：该学说认为：第一，免疫功能衰退是造成机体衰老的主要原因。第一，免疫功能衰退是造成机体衰老的主要原因。第二，自身免疫在衰老过程中起决定性作用，衰第二，自身免疫在衰老过程中起决定性作用，衰老不是细胞死亡和丢失的老不是细胞死亡和丢失的被动过程被动过程，而是积极的，而是积极的自身破坏过程。自身破坏过程。免疫功能退化表现在三个方面：免疫功能退化表现在三个方面：个体水平：对外源性免疫应答降低，自身免疫应个体水平：对外源性免疫应答降低，自身免疫应答增强。答增强。器官水平：胸腺退化，免疫功能下降。器官水平：胸腺退化，免疫功能下降。细胞及分子水平：细胞及分子水平：T T细胞数目减少，功能下降。细胞数目减少，功能下降。三、细胞理论三、细胞理论1.1.体细胞突变和体细胞突变和DNADNA损伤学说损伤学说 该学说认为：突变造成的细胞形态与功能该学说认为：突变造成的细胞形态与功能的改变是人体衰老的重要原因。的改变是人体衰老的重要原因。2.2.程序性衰老学说程序性衰老学说 认为衰老与发育、生长、成熟相似，是由遗认为衰老与发育、生长、成熟相似，是由遗传程序规定的按时表达的生命现象。传程序规定的按时表达的生命现象。阻遏基因阻遏基因阻遏蛋白阻遏蛋白衰老基因衰老基因衰老衰老(-)3.线粒体线粒体DNA突变学说突变学说 线粒体线粒体DNA(mtDNA)突变导致呼吸链相关突变导致呼吸链相关酶出现异常，从而影响细胞的能量供应和正常功酶出现异常，从而影响细胞的能量供应和正常功能，导致细胞衰老及多种疾病发生。能，导致细胞衰老及多种疾病发生。细胞衰老细胞衰老与死亡与死亡细胞能量细胞能量供应障碍供应障碍mtDNA 突变突变呼吸链酶呼吸链酶生成障碍生成障碍ATP产生产生障碍障碍4.4.端粒学说端粒学说 端粒（端粒（telomere)telomere)是真核生物染色体末端由许是真核生物染色体末端由许多简单重复序列和相关蛋白组成的复合结构，具多简单重复序列和相关蛋白组成的复合结构，具有维持染色体结构完整性和解决其末端复制难题有维持染色体结构完整性和解决其末端复制难题的作用。端粒长度取决于端粒酶的活性。的作用。端粒长度取决于端粒酶的活性。人类端粒（人类端粒（TTAGGG)n TTAGGG)n n=2501500 stop端端 粒粒 长长 度度在人体内端粒酶出现在大多数的胚胎组织、生在人体内端粒酶出现在大多数的胚胎组织、生殖细胞、炎性细胞、更新组织的增生细胞以及肿瘤殖细胞、炎性细胞、更新组织的增生细胞以及肿瘤细胞中。正因如此，细胞每有丝分裂一次，就有一细胞中。正因如此，细胞每有丝分裂一次，就有一段端粒序列丢失，当端粒长度缩短到一定程度，会段端粒序列丢失，当端粒长度缩短到一定程度，会使细胞停止分裂，导致衰老与死亡。使细胞停止分裂，导致衰老与死亡。端粒酶端粒酶 RNA（核蛋白酶）（核蛋白酶）蛋白质蛋白质端粒酶维持细胞分裂时染色体端粒长度端粒酶维持细胞分裂时染色体端粒长度端粒酶活性（端粒酶活性（+）：胚胎细胞、生殖细胞、肿瘤细胞）：胚胎细胞、生殖细胞、肿瘤细胞端粒酶活性（端粒酶活性（-）：正常组织）：正常组织 模板序列模板序列CUAACCCUAAC GGGATT四、四、衰老基因学说衰老基因学说 衰老基因和长寿基因：衰老基因和长寿基因：泛指那些引起或延泛指那些引起或延缓衰老的基因，又可称为衰老相关基因。缓衰老的基因，又可称为衰老相关基因。线虫：线虫：daf基因基因酵母：酵母：sgsl基因缺陷明显影响寿命基因缺陷明显影响寿命人类人类Werner早老综合征：早老综合征：WRN基因突变基因突变第三节第三节 细胞死亡细胞死亡一、细胞死亡的形式一、细胞死亡的形式 细胞坏死细胞坏死(necrosis)和和 细胞凋亡细胞凋亡(apoptosis)。细胞坏死细胞坏死：由于多种致病因子、物理、化学和：由于多种致病因子、物理、化学和 生物因子的作用，而产生的急性损伤生物因子的作用，而产生的急性损伤 所致，亦称所致，亦称 病理性死亡。病理性死亡。细胞凋亡细胞凋亡：由基因控制的细胞自主的有序性的死：由基因控制的细胞自主的有序性的死 亡。因受相关基因的调控，亦称程序亡。因受相关基因的调控，亦称程序 性细胞死亡性细胞死亡(progremmed cell death,PCD)。胸腺细胞胸腺细胞正常正常凋亡凋亡细胞坏死细胞坏死与与细胞凋亡细胞凋亡的的比较比较细胞凋亡过程中的小鼠趾细胞凋亡过程中的小鼠趾一天以后的小鼠趾一天以后的小鼠趾细细胞胞凋凋亡亡二、细胞凋亡的特点二、细胞凋亡的特点1.1.凋亡小体凋亡小体(apoptotic body)形成：形成：胞膜内陷包围凝胞膜内陷包围凝集断裂的染色质和细胞器形成的囊状小泡。集断裂的染色质和细胞器形成的囊状小泡。左侧示哺乳类乳腺细胞的凋亡，染色质凝集，核膜崩左侧示哺乳类乳腺细胞的凋亡，染色质凝集，核膜崩解。右侧示哺乳类正常的乳腺细胞。解。右侧示哺乳类正常的乳腺细胞。透射电镜透射电镜扫描电镜扫描电镜正常细胞正常细胞细胞细胞凋亡凋亡开始开始染色质固缩，染色质固缩，沿核膜分布，沿核膜分布，细胞质亦固缩细胞质亦固缩细胞膜反折，凋细胞膜反折，凋亡小体形成亡小体形成染色体形成串状片段，染色体形成串状片段，细胞器膨胀，线粒体基细胞器膨胀，线粒体基质呈絮状。质呈絮状。细胞膜破裂，细胞解细胞膜破裂，细胞解体，机体炎症反应。体，机体炎症反应。细胞细胞坏坏死死开始开始细胞细胞凋亡凋亡2.染色质染色质DNA降解降解各种原因引起核酸各种原因引起核酸内切酶活化使细胞内切酶活化使细胞凋亡发生基本生化凋亡发生基本生化改变。改变。DNA降解有规则，降解有规则，早期出现早期出现180200bp片断，片断，琼脂糖凝胶电泳呈琼脂糖凝胶电泳呈阶梯状。阶梯状。200bp400bp600bp800bp1 1细胞色素细胞色素c c诱导诱导0 h 0 h 2 2细胞色素细胞色素c c诱导诱导1 h 1 h 3 3细胞色素细胞色素c c诱导诱导2 h 2 h 4 4细胞色素细胞色素c c诱导诱导3 h 3 h 5 5细胞色素细胞色素c c诱导诱导4 h 4 h 6 6阴性对照阴性对照 7 7Marker Marker 细胞色素细胞色素c c诱导的凋亡细胞诱导的凋亡细胞DNADNA电泳图电泳图三、哺乳动物细胞凋亡的基因三、哺乳动物细胞凋亡的基因调控调控促进细胞增殖的基因：促进细胞增殖的基因：c-myc,c-abl,ras促进细胞存活的基因：促进细胞存活的基因：bcl-2(ced9的同源物的同源物),EIB,c-kit细胞生长抑制基因：细胞生长抑制基因：p53,RB,WT-1细胞死亡促进基因：细胞死亡促进基因：Bax,ICE(ced3的同源物的同源物)第四节第四节 阿尔茨海默病阿尔茨海默病（Aizheimer Disease，AD）患者奥格斯特患者奥格斯特 美国前总统里根美国前总统里根:患患ADAD后已经不记得后已经不记得自己担任过总统自己担任过总统 美美国国老老年年痴痴呆呆症症协协会会资资深深副副主主席席凯凯恩恩：里里根根为为战战胜胜老老年年痴痴呆呆症症做做出出了了两两大大贡贡献献,一一是是极极大大地地提提高高了了公公众众对对这这种种病病的的认认识识;二二是是使使人人们们敢敢于于公公开开谈谈论论这种疾病。这种疾病。美国前拳王美国前拳王 患患痴呆痴呆后已经后已经不记得自己击败不记得自己击败过多少对手过多少对手痴呆分类：痴呆分类：原发性痴呆：原发性痴呆：包括老年性痴呆和早老性痴呆，后者包括老年性痴呆和早老性痴呆，后者常称为常称为AlzheimerAlzheimer痴呆，表现为行为紊乱、情绪不稳痴呆，表现为行为紊乱、情绪不稳定、妄想、失语、运动障碍。定、妄想、失语、运动障碍。慢性器质性痴呆：慢性器质性痴呆：中年发病，多因癫痫、全身麻痹中年发病，多因癫痫、全身麻痹或肿瘤引起，表现为严重人格衰退、失语。或肿瘤引起，表现为严重人格衰退、失语。后遗性痴呆：后遗性痴呆：年青人，多继发于脑外伤或炎症。年青人，多继发于脑外伤或炎症。急性痴呆状态：急性痴呆状态：多因颅脑外伤或炎症急性期引起，多因颅脑外伤或炎症急性期引起，表现为记忆障碍，思维能力下降，注意力不集中。表现为记忆障碍，思维能力下降，注意力不集中。阿尔茨海默病（阿尔茨海默病（Aizheimer Disease，AD），），是一种多发生在老年，以是一种多发生在老年，以近期记忆障碍为主要近期记忆障碍为主要临床症状，以老年斑、神经元纤维缠结为主要临床症状，以老年斑、神经元纤维缠结为主要病理改变病理改变的进行性神经变性疾病，其病因及发的进行性神经变性疾病，其病因及发病机制尚不清楚。基础和临床的研究资料表明，病机制尚不清楚。基础和临床的研究资料表明，老年性痴呆的病理损伤主要集中在海马结构、老年性痴呆的病理损伤主要集中在海马结构、内嗅区等异生皮质内嗅区等异生皮质(古、旧皮质古、旧皮质)为核心的边缘为核心的边缘系统。系统。一、阿尔茨海默病的定义：一、阿尔茨海默病的定义：二、二、流行病学流行病学发病率：发病率：80年代末上海年代末上海55岁以上的老年人群中痴岁以上的老年人群中痴呆的患病率为呆的患病率为2.57%，AD为为1.5%。分布：随年龄增。分布：随年龄增加患病率呈上升趋势；女性高于男性，为男性加患病率呈上升趋势；女性高于男性，为男性3 倍。倍。农村高于城市，随教育程度增高而降低，身居要职的农村高于城市，随教育程度增高而降低，身居要职的人物发病高。人物发病高。目前全国目前全国60岁以上人口中岁以上人口中AD患者患者310万万人，其中女性发病人数大约为男性人，其中女性发病人数大约为男性2.5倍。倍。诱发因素：年龄的增长、免疫功能低下、病毒诱发因素：年龄的增长、免疫功能低下、病毒感染、过多使用铝制品、钙离子含量过低、丧偶、感染、过多使用铝制品、钙离子含量过低、丧偶、文盲、低经济收入、缺乏体育及脑力锻炼、情绪抑文盲、低经济收入、缺乏体育及脑力锻炼、情绪抑郁和独居等。郁和独居等。中国各种痴呆类型的患病率中国各种痴呆类型的患病率(Liu L,et al,Dementia Geriatr Cog Disorders 2003;15:226-230)三三、遗传学、遗传学通过基因分析已确定有三种导致早发家族性通过基因分析已确定有三种导致早发家族性ADAD（FADFAD）发病的基因，位于）发病的基因，位于1 1，1414和和2121号染色体号染色体上；而晚发上；而晚发 FADFAD型位于型位于1919号染色体上。号染色体上。1.淀粉样前体蛋白（淀粉样前体蛋白（APP）基因）基因 APP突变突变 FAD患者患者21号号染色体上染色体上APP基因基因17号号外显子发生突变。外显子发生突变。APP APP基因的突变所致基因的突变所致ADAD仅占仅占FADFAD的的2%-3%2%-3%，其他其他的早发的早发FADFAD与与APPAPP基因不相关联。而基因不相关联。而早老素早老素 (PS)(PS)基因的突变则为大多数基因的突变则为大多数FADFAD的病因。的病因。正常情况正常情况APP由由分泌酶裂解为可溶性多肽分泌酶裂解为可溶性多肽A；基因突变导致裂解的部位改变，产生易于沉淀的；基因突变导致裂解的部位改变，产生易于沉淀的A；另外，；另外，ApoE4（载脂蛋白（载脂蛋白4）与可溶性）与可溶性A结结合促进沉淀。沉淀对神经元有毒性，使之退变。合促进沉淀。沉淀对神经元有毒性，使之退变。2.早老素基因（早老素基因（presenilin gene，PS基因）基因）1992年，有报道早发年，有报道早发FAD和第和第14号染色体长臂号染色体长臂的标志连锁，定位于的标志连锁，定位于14q24.3座位，命名为座位，命名为AD3，最，最后发现后发现S182基因（基因（PS1），与），与70-80%早发早发FAD有关，有关，占占AD的的10%。PS2基因位于第基因位于第1号染色体号染色体q31-42。PS的表达很广泛，主要位于神经元。海马结构的表达很广泛，主要位于神经元。海马结构和小脑颗粒细胞层所含有的和小脑颗粒细胞层所含有的PS1mRNA最多。最多。PS1基基因突变可能导致因突变可能导致APP异常加工、转运及异常加工、转运及Tau蛋白等细蛋白等细胞骨架蛋白之间的相互作用异常及钙离子通道的破胞骨架蛋白之间的相互作用异常及钙离子通道的破坏，坏，从而影响细胞内外钙离子的交换，最终导致从而影响细胞内外钙离子的交换，最终导致AD的病理变化。的病理变化。Nascent Psn holoprotein forms a low-Mr protein complex and is rapidly degraded,whereas a fraction of Psn is stabilized by binding to Aph-1(and Nct),although it still remains-secretase inactive.Pen-2 elicits the final step of maturation of the-secretase complex,facilitating endoproteolysis of Psn and conferring-secretase activity.Coloured tubes represent the putative transmembrane domains(TMD)of each protein,and stars within the sixth and seventh TMD of presenilin symbolize active(red)and inactive(unfilled)aspartate residues involved in-secretase activities.3 载脂蛋白载脂蛋白E（ApoE）基因：）基因：1993年，发现年，发现ApoE的等位基因的等位基因4与晚发与晚发AD相相关联，关联，ApoE的基因是用位置性克隆技术确认的的基因是用位置性克隆技术确认的AD的易患位点，位于染色体的易患位点，位于染色体19q12-13.2的保守基的保守基因簇中，靠近与因簇中，靠近与FAD 有关的遗传标志。约有关的遗传标志。约65-75%散发散发AD及晚发及晚发FAD与与ApoE4相关。相关。ApoE存在存在3种基因型：种基因型：2、3、43:(Cys112,Arg158):正常人群以正常人群以3为主为主2：(Arg158Cys):有抗有抗AD作用作用4：(Cys112 Arg):与迟发型与迟发型FAD及及SAD相关相关Cys：半胱氨酸半胱氨酸；Arg：精氨酸：精氨酸 ApoE与受体与受体ApoE/APOB（LDL）在脑内）在脑内可以调节脂类的转运和细胞内在化，可以调节脂类的转运和细胞内在化，ApoE4的的突变导致神经元脂质转运及内在化的失调，突变导致神经元脂质转运及内在化的失调，在在AD的病理过程中起关键作用。另外，的病理过程中起关键作用。另外，中枢神经中枢神经系统内系统内ApoE对胆碱能系统非常重要，胆碱能系对胆碱能系统非常重要，胆碱能系统高度依赖脂类维持统高度依赖脂类维持神经元内胆碱神经元内胆碱活动，活动，携带携带4等位基因的等位基因的AD患者中枢神经系统内胆碱系统患者中枢神经系统内胆碱系统发现明显紊乱。发现明显紊乱。四、病理学四、病理学.脑的形态学改变：脑萎缩，皮质变薄，脑沟变脑的形态学改变：脑萎缩，皮质变薄，脑沟变宽，脑室扩大，蛛网膜松弛。宽，脑室扩大，蛛网膜松弛。正常大脑正常大脑 ADAD病人的大脑病人的大脑Preclinical ADMild to Moderate ADSevere AD大体标本大体标本-大脑皮层普遍萎缩大脑皮层普遍萎缩正常大脑正常大脑 AD大脑大脑2.组织病理学改变：组织病理学改变：老年斑（老年斑（SP）：）：也称也称嗜银斑，神经突起斑嗜银斑，神经突起斑。在。在颞叶联合皮质和海马旁回密度最高，球形，颞叶联合皮质和海马旁回密度最高，球形，5-200m。根据形态分为不成熟型、成熟型、终末根据形态分为不成熟型、成熟型、终末型。型。成熟型成熟型中心有一个淀粉样蛋白核中心有一个淀粉样蛋白核 心，核周为心，核周为不着色的晕，变性不着色的晕，变性 的神经终末和胶质细胞的突起的神经终末和胶质细胞的突起围绕着晕。围绕着晕。不成熟型不成熟型中心没有淀粉样蛋白核，中心没有淀粉样蛋白核，终终末型末型没有周围的变性的神经终末和胶质细胞的突没有周围的变性的神经终末和胶质细胞的突起。电镜下成熟型核为星形，由一些交织的细丝起。电镜下成熟型核为星形，由一些交织的细丝放射状排列组成，周围是变性的神经元突起。老放射状排列组成，周围是变性的神经元突起。老年斑内含年斑内含A、tau蛋白、蛋白、ApoE、神经递质等。、神经递质等。在在HE和和Nissl染色切片中很难看到老年斑，一染色切片中很难看到老年斑，一些些镀银技术如镀银技术如Braummul、Gallyas法能显示法能显示 老年斑几乎可出现在所有脑区，但老年斑几乎可出现在所有脑区，但颞叶皮质和颞叶皮质和海马旁回海马旁回密度最高密度最高 神经纤维缠结（神经纤维缠结（NFT）：）：是在神经元的胞体中出是在神经元的胞体中出现增粗的、嗜银的和弯曲的原纤维。在大脑皮质小现增粗的、嗜银的和弯曲的原纤维。在大脑皮质小锥体细胞内，最初是一个边界清楚的黑色条带，由锥体细胞内，最初是一个边界清楚的黑色条带，由细胞基底走向顶树突；在海马的锥体细胞内呈线轴细胞基底走向顶树突；在海马的锥体细胞内呈线轴样或火炬样。晚期出现样或火炬样。晚期出现“幻影幻影”神经原纤维缠结，神经原纤维缠结，核和细胞轮廓消失，仅剩下成束的扭曲的不溶性的核和细胞轮廓消失，仅剩下成束的扭曲的不溶性的原纤维。电镜显示神经纤维缠结主要由成对的螺旋原纤维。电镜显示神经纤维缠结主要由成对的螺旋细丝（细丝（PHF，由过磷酸化的，由过磷酸化的tau蛋白构成）和少量直蛋白构成）和少量直的细丝构成。的细丝构成。神经纤维缠结几乎可出现在所有脑区，但神经纤维缠结几乎可出现在所有脑区，但海海马、颞叶皮质和海马旁回马、颞叶皮质和海马旁回密度最高。杏仁核、第三密度最高。杏仁核、第三脑室壁、脑干室周灰质内密度较高。脑室壁、脑干室周灰质内密度较高。神经毡细丝：神经毡细丝：在在Gallyas染色中表现为无数纤细染色中表现为无数纤细的嗜银细丝，盘曲，相互分离。电镜下神经毡细丝的嗜银细丝，盘曲，相互分离。电镜下神经毡细丝充满螺旋细丝，是含神经原纤维缠结神经元树突分充满螺旋细丝，是含神经原纤维缠结神经元树突分枝。枝。神经元丢失和胶质增生：神经元丢失和胶质增生：大脑皮质：最严重大脑皮质：最严重在颞叶，年龄小的病人比年龄大明显。丢失的神经在颞叶，年龄小的病人比年龄大明显。丢失的神经元都是非锥体细胞。海马和杏仁核：元都是非锥体细胞。海马和杏仁核：老年比年龄较老年比年龄较小的患者显著。皮质下结构：小的患者显著。皮质下结构：去甲肾上腺素能、去甲肾上腺素能、多多巴胺能、胆碱能神经元巴胺能、胆碱能神经元有丢失。有丢失。突触丢失：突触丢失：AD病人新皮质和海马的分子层病人新皮质和海马的分子层有突触丢失，其中额叶和顶叶突触丢失达有突触丢失，其中额叶和顶叶突触丢失达40%。突触丢失是突触丢失是AD最重要的病理改变之一，最重要的病理改变之一，其与认知其与认知机能障碍的相关性超过老年斑和神经纤维缠结。机能障碍的相关性超过老年斑和神经纤维缠结。AMY斑（淀粉样蛋白斑）：斑（淀粉样蛋白斑）：在大小和形态上在大小和形态上都类似都类似A斑，但最重要的差别是它没有核，中心可斑，但最重要的差别是它没有核，中心可见不规则的不着色区，也不能被显示见不规则的不着色区，也不能被显示A斑的斑的Thios所染色。有所染色。有AMY斑脑区不一定有些斑脑区不一定有些A斑，但没有斑，但没有A斑脑区一定没有斑脑区一定没有AMY斑。出现于大脑皮质、尾斑。出现于大脑皮质、尾状核和下丘脑。状核和下丘脑。颗粒空泡变性：颗粒空泡变性：HE染色显示神经元胞浆中一染色显示神经元胞浆中一种膜包被的包涵体，中心有一个点样核；电镜下为种膜包被的包涵体，中心有一个点样核；电镜下为有膜包被，基质低电子密度，核是高电子密度。只有膜包被，基质低电子密度，核是高电子密度。只累及海马和下托的锥体细胞。累及海马和下托的锥体细胞。Hirano小体：小体：HE染色中为嗜伊红的染色中为嗜伊红的棒样结构，棒样结构，最常出现在海马角的腔隙层中；电镜下位于神经元最常出现在海马角的腔隙层中；电镜下位于神经元的胞体或突起中，以轴突多见，由细丝和板层样物的胞体或突起中，以轴突多见，由细丝和板层样物质组成；生化分析证实大多为肌动蛋白质组成；生化分析证实大多为肌动蛋白。正常老人。正常老人也有，但也有，但AD病人显著增多。病人显著增多。Clarence J.Gibbs,Jr.and Michael Alpers.(1965)脑血管淀粉样蛋白沉着：脑血管淀粉样蛋白沉着：显微镜下血管的中显微镜下血管的中膜和外膜中有淀粉样蛋白沉着，弹力层断裂、破裂膜和外膜中有淀粉样蛋白沉着，弹力层断裂、破裂乃致消失，受累动脉可出现节段性纤维变性、玻璃乃致消失，受累动脉可出现节段性纤维变性、玻璃样变性、闭塞性改变和微动脉瘤形成。电镜下为大样变性、闭塞性改变和微动脉瘤形成。电镜下为大量淀粉样蛋白纤维，纵切面上构成明暗交替的条纹。量淀粉样蛋白纤维，纵切面上构成明暗交替的条纹。此病变可出现在正常老人（此病变可出现在正常老人（40%），但），但AD病人明显病人明显升高（升高（86%）。）。n胆碱能损伤学说胆碱能损伤学说n自由基损伤学说自由基损伤学说n兴奋性氨基酸毒性学说兴奋性氨基酸毒性学说n钙平衡失调学说钙平衡失调学说n基因突变学说基因突变学说n内分泌失调学说内分泌失调学说n炎性学说炎性学说n分子机制分子机制n线粒体结构与机能的改变、线粒体线粒体结构与机能的改变、线粒体DNADNA突变突变Alzheimer Alzheimer 病发病机制研究概况病发病机制研究概况五五 动物和细胞模型动物和细胞模型 由于由于AD的高危因素、早发性及家族性存在的高危因素、早发性及家族性存在遗传变异倾向，使构建携带有遗传因子的转基因遗传变异倾向，使构建携带有遗传因子的转基因小鼠小鼠AD模型成为可能。模型成为可能。一、转基因模型一、转基因模型 淀粉样前体蛋白：淀粉样前体蛋白：A是老年斑的主要组成成是老年斑的主要组成成分，在分，在AD早期就已出现。利用改变早期就已出现。利用改变APP的编码的编码基因而培育出带有类似基因而培育出带有类似AD病人病人APP突变的小鼠突变的小鼠来研究来研究AD的发病机制。这种小鼠逐渐出现记忆的发病机制。这种小鼠逐渐出现记忆减退和减退和A沉着。沉着。二、药物动物模型二、药物动物模型 乙酰胆碱乙酰胆碱M受体阻断剂所致动物模型受体阻断剂所致动物模型三、注射模型三、注射模型 脑室内注射脑室内注射-淀粉样蛋白淀粉样蛋白四、代谢紊乱所致老年痴呆模型四、代谢紊乱所致老年痴呆模型 长期口服长期口服枸椽酸铝枸椽酸铝五、自然衰老动物模型五、自然衰老动物模型六、去势动物模型六、去势动物模型七、隔海马通路损伤模型七、隔海马通路损伤模型治疗：治疗：1.药物治疗；药物治疗；2.中医治疗；中医治疗；3.心理治疗；心理治疗；4.免疫治疗。免疫治疗。75