高一生物细胞衰老与凋亡.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,细胞衰老与凋亡,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，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,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，端粒,DNA,、,mt,DNA,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,：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,：不饱和脂肪酸被氧化。,分子水平的变化,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,Horvitz,和,Sulston,共享生理学或药学诺贝尔奖,（,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.,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.,细胞凋亡（细胞主动性死亡）,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 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 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,（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,7,Marker,(,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,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,