细胞衰老与死亡细胞生物学件课件.ppt

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1、关于细胞衰老与死亡细胞生物学件现在学习的是第1页，共52页第一节第一节 细胞衰老细胞衰老(Cell aging)细胞衰老：细胞群体在一定的生命期内，细胞衰老：细胞群体在一定的生命期内，形态、结构和功能发生一系列退化性变形态、结构和功能发生一系列退化性变化并最终走向死亡的过程。化并最终走向死亡的过程。一、一、细胞衰老是机体衰老的基础细胞衰老是机体衰老的基础现在学习的是第2页，共52页衰老细胞：衰老细胞：半乳糖苷酶检测呈强阳性半乳糖苷酶检测呈强阳性现在学习的是第3页，共52页Hayflick极限极限体外培养的细胞增殖能力不是无限的，传代次数体外培养的细胞增殖能力不是无限的，传代次数有一定的界限，称

2、为有一定的界限，称为“Hayflick极限极限”。传代次数与物种寿命有关：小鼠寿命传代次数与物种寿命有关：小鼠寿命3年，传代年，传代12次；次；龟寿命龟寿命200年，传代年，传代140次。次。传代次数与个体年龄成反比：人胚胎，传代次数与个体年龄成反比：人胚胎，40-60代；代；幼年，幼年，20-40代；成年，代；成年，10-30代；早老病儿童，代；早老病儿童，2-10代。代。现在学习的是第4页，共52页八岁的正常儿童（左）与早老症儿童（右）八岁的正常儿童（左）与早老症儿童（右）现在学习的是第5页，共52页二、细胞衰老的机制二、细胞衰老的机制 1.损伤损伤-应答理论应答理论 损伤的累积和对损伤的

3、两方面共同决定损伤的累积和对损伤的两方面共同决定 细胞的衰老和寿命。细胞的衰老和寿命。应答能力的强弱由物种的特定基因决定。应答能力的强弱由物种的特定基因决定。到到现在学习的是第6页，共52页代谢产物中引发细胞损伤的主要是氧自由基。代谢产物中引发细胞损伤的主要是氧自由基。氧自由基导致氧自由基导致DNA损伤、脂类过氧化、蛋白质损伤、脂类过氧化、蛋白质变性，特别是对变性，特别是对DNA的损伤超过一定限度的损伤超过一定限度后，细胞就走向死亡。后，细胞就走向死亡。细胞内存在一套抗氧化酶及抗氧化小分子，如细胞内存在一套抗氧化酶及抗氧化小分子，如超氧化物歧化酶（超氧化物歧化酶（SOD），），谷胱苷肽等谷胱苷

4、肽等能够清除代谢过程中产生的氧自由基，以能够清除代谢过程中产生的氧自由基，以降低其导致的损伤作用。降低其导致的损伤作用。返回返回现在学习的是第7页，共52页现在学习的是第8页，共52页2.端粒理论端粒理论 端粒是位于染色体两端的重复端粒是位于染色体两端的重复DNA序列，序列，细胞分裂时，部分端粒丢失，被细胞细胞分裂时，部分端粒丢失，被细胞 感知为感知为DNA损伤。损伤。端粒酶可补充丢失的端粒。端粒酶可补充丢失的端粒。端粒的长度决定细胞的寿命，端粒的缩短端粒的长度决定细胞的寿命，端粒的缩短 导致细胞的衰老和死亡。导致细胞的衰老和死亡。现在学习的是第9页，共52页三、细胞衰老的特征三、细胞衰老的特

5、征1.水分减少、体积改变水分减少、体积改变2.生化代谢与化学组成的改变生化代谢与化学组成的改变蛋白质合成速度下降，酶含量减少或功能降低。蛋白质合成速度下降，酶含量减少或功能降低。3.代谢废物代谢废物脂褐素的堆积脂褐素的堆积脂褐素的堆积严重影响细胞的代谢活动。脂褐素的堆积严重影响细胞的代谢活动。现在学习的是第10页，共52页4.细胞膜化学成分及功能的改变细胞膜化学成分及功能的改变磷脂含量下降，细胞膜的黏滞性增加，流动性降低，磷脂含量下降，细胞膜的黏滞性增加，流动性降低，导致细胞膜转导导致细胞膜转导跨膜信号和物质转运的功能大大降低。跨膜信号和物质转运的功能大大降低。5.细胞结构的改变细胞结构的改变

6、多种细胞器的形态功能发生改变，如细胞核、多种细胞器的形态功能发生改变，如细胞核、线粒体、溶酶体等。线粒体、溶酶体等。现在学习的是第11页，共52页第二节第二节 细胞死亡细胞死亡(Cell death)一、一、细胞凋亡的概念细胞凋亡的概念 细胞死亡有两种形式：细胞死亡有两种形式：细胞凋亡和细胞坏死细胞凋亡和细胞坏死 细胞凋亡（细胞凋亡（apoptosis)apoptosis):apoptosisapoptosis为希腊语，原指秋天为希腊语，原指秋天时树叶自然凋零。细胞凋亡指细胞在一定的生理和病理条件下，时树叶自然凋零。细胞凋亡指细胞在一定的生理和病理条件下，遵循自身的程序，自己结束生命的过程。遵

7、循自身的程序，自己结束生命的过程。细胞坏死细胞坏死(necrosisnecrosis):):外来致病因素作用下使得细胞正外来致病因素作用下使得细胞正常代谢活动被强行中断而引起的常代谢活动被强行中断而引起的“意外意外”的、被动性死亡的、被动性死亡过程，只见于病理情况下过程，只见于病理情况下。现在学习的是第12页，共52页坏死坏死凋亡凋亡现在学习的是第13页，共52页 细胞坏死 细胞凋亡现在学习的是第14页，共52页现在学习的是第15页，共52页程序性细胞死亡（程序性细胞死亡（PCDPCD）指在生长发育过程中指在生长发育过程中细胞在基因调控下，按照一定时空顺序发生的细胞在基因调控下，按照一定时空顺

8、序发生的生理性死亡。生理性死亡。细胞凋亡是形态学的概念，程序性细胞死亡细胞凋亡是形态学的概念，程序性细胞死亡是功能上的概念。是功能上的概念。现在学习的是第16页，共52页二、细胞凋亡的生物学意义二、细胞凋亡的生物学意义1.细胞凋亡与个体发育细胞凋亡与个体发育 在个体发育过程中的细胞凋亡是保证个体正常发育所必在个体发育过程中的细胞凋亡是保证个体正常发育所必需的。需的。2.细胞凋亡与免疫细胞凋亡与免疫 形成自身抗原耐受、防止过高的免疫应答、激活形成自身抗原耐受、防止过高的免疫应答、激活淋巴细胞对靶细胞的凋亡淋巴细胞对靶细胞的凋亡。现在学习的是第17页，共52页现在学习的是第18页，共52页3.细胞

9、凋亡与衰老细胞凋亡与衰老通过凋亡可及时清除衰老细胞，降低机体癌变的危险。通过凋亡可及时清除衰老细胞，降低机体癌变的危险。4.细胞凋亡与损伤修复细胞凋亡与损伤修复当当DNA损伤不可逆转时，可通过细胞凋亡清除损损伤不可逆转时，可通过细胞凋亡清除损伤细胞。伤细胞。5.细胞凋亡与肿瘤细胞凋亡与肿瘤细胞增殖与凋亡的速度平衡失调可造成肿瘤的发生。细胞增殖与凋亡的速度平衡失调可造成肿瘤的发生。现在学习的是第19页，共52页Nobel Prize 2002现在学习的是第20页，共52页现在学习的是第21页，共52页现在学习的是第22页，共52页现在学习的是第23页，共52页现在学习的是第24页，共52页现在学

10、习的是第25页，共52页Figure 1.Sydney Brenner,laboratory andCaernorhabditis elegans.Photo:MRCLaboratory of Molecular Biology.现在学习的是第26页，共52页现在学习的是第27页，共52页现在学习的是第28页，共52页Figure 4.The first division of two of the ventral cord neuroblasts,viewed by Nomarski opticsin a living animal.Sulston and Horvitz,1977.现在学习

11、的是第29页，共52页Figure 5.Drawings recording neuroblast divisions over a two hour period in the anterior ventral cord and retrovesicular ganglion,1974.现在学习的是第30页，共52页Figure 7.Cell lineages of the ventral cord.现在学习的是第31页，共52页现在学习的是第32页，共52页现在学习的是第33页，共52页1.1.形态学特征形态学特征2.2.生化特征生化特征3.3.线粒体结构和功能的改变线粒体结构和功能的改变

12、三、细胞凋亡的特征三、细胞凋亡的特征to现在学习的是第34页，共52页现在学习的是第35页，共52页凋亡小体back现在学习的是第36页，共52页生化特征生化特征（1）胱冬肽酶胱冬肽酶级联反应及其在级联反应及其在 凋亡中的作用凋亡中的作用（2）DNA的降解的降解（3）ATP的消耗的消耗返回返回现在学习的是第37页，共52页细胞凋亡过程中涉及到一系列胱冬肽酶细胞凋亡过程中涉及到一系列胱冬肽酶（caspase）,由这些蛋白酶构成的级联反应由这些蛋白酶构成的级联反应是凋亡过程的核心。是凋亡过程的核心。1）胱冬肽酶级联反应胱冬肽酶级联反应2）胱冬肽酶的作用底物）胱冬肽酶的作用底物3）胱冬肽酶在细胞凋亡

13、中的作用胱冬肽酶在细胞凋亡中的作用返回返回现在学习的是第38页，共52页返回返回现在学习的是第39页，共52页胱冬肽酶在细胞凋亡中的作用：胱冬肽酶在细胞凋亡中的作用：灭活细胞凋亡发生的抑制剂灭活细胞凋亡发生的抑制剂直接破坏裂解细胞结构直接破坏裂解细胞结构裂解某些功能性的酶蛋白裂解某些功能性的酶蛋白返回返回现在学习的是第40页，共52页细胞凋亡的生化特征back现在学习的是第41页，共52页四、细胞凋亡的信号转导四、细胞凋亡的信号转导1.1.细胞凋亡的两种基本途径细胞凋亡的两种基本途径（1 1）死亡信号途径）死亡信号途径（2 2）线粒体途径）线粒体途径现在学习的是第42页，共52页现在学习的是第

14、43页，共52页现在学习的是第44页，共52页细细胞胞凋凋亡亡的的信信号号转转导导卡通卡通1卡通卡通3卡通卡通2现在学习的是第45页，共52页肿瘤化疗药诱导凋亡肿瘤化疗药诱导凋亡如三氧化二砷治疗白血病如三氧化二砷治疗白血病现在学习的是第46页，共52页现在学习的是第47页，共52页本章小节本章小节细胞衰老的机制细胞衰老的机制细胞衰老的特征细胞衰老的特征细胞衰老的概念细胞衰老的概念现在学习的是第48页，共52页1.1.形态学特征形态学特征细胞皱缩，质膜完整，形成凋亡小体，细胞皱缩，质膜完整，形成凋亡小体，细胞核皱缩，溶酶体完整，线粒体肿胀等。细胞核皱缩，溶酶体完整，线粒体肿胀等。细胞凋亡的特征细胞凋亡的特征细胞死亡有两种形式：凋亡和坏死细胞死亡有两种形式：凋亡和坏死现在学习的是第49页，共52页2.2.生化特征生化特征（1）胱冬肽酶级联反应）胱冬肽酶级联反应（2）DNA的降解的降解（3）ATP的消耗的消耗3.3.线粒体结构和功能的改变线粒体结构和功能的改变现在学习的是第50页，共52页思考题思考题解释下列名词：解释下列名词：细胞衰老细胞衰老 Hayflick极限极限 细胞凋亡细胞凋亡细胞坏死细胞坏死 程序性细胞死亡程序性细胞死亡现在学习的是第51页，共52页2022/10/17感感谢谢大大家家观观看看现在学习的是第52页，共52页