细胞衰老机制.pptx

细胞生物学,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,Click to edit Master title style,C,ell,B,iology,#,生命科学技术学院,新乡医学院,生命科学技术,学院,细胞衰老,的机制,The Mechanism of C,ell,Senescence,细胞生物学,2,1,细胞衰老相关概念,（熟悉）,2,细胞衰老的特征,（掌握）,Contents,3,细胞衰老学说,（了解）,细胞生物学,3,一、细胞衰老,的相关概念,（熟悉）,细胞衰老cell,s,enescence)指细胞在正常环境条件下发生的生理、生殖能力的减弱以及形态改变，并趋向死亡的现象。,人体衰老与细胞衰老既有联系又有区别。,细胞生物学,4,1.细胞的寿命,界限,Hayflick,界限：细胞有一定的寿命，,其,增殖能力有一定的界限。,不同年龄 的人成纤维细胞的增殖代数,成纤维细胞,来源,人胚胎,中年人,老年人,可增殖代数,40-60,20,2-4,年轻人的成纤维细胞纤维,老年人的成纤维细胞纤维,细胞生物学,5,2.动物体细胞在体外传代次数与物种寿命有关,龟,175,90-120,鸡 30 25,小鼠,3.5 5-10,物种 平均寿命（年）培养细胞传代次数,细胞生物学,6,3.细胞的分裂能力与个体的年龄有关,2-10,成纤维细胞,早老病儿童,10-30,成纤维细胞,成年,20-40,成纤维细胞,新生儿-15岁,40-60,成纤维细胞,胚胎,传代次数,细胞种类,细胞来源,8,岁,细胞生物学,7,年轻女性细胞,老年男性细胞,混合培养,/,单独培养,两种细胞在两种培养方式中细胞倍增次数相同,细胞内部因素决定细胞的衰老,4,.,细胞,核决定细胞衰老的表达,实验,：,细胞生物学,8,胞质体,完整细胞,实验,：,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,细胞生物学,9,二、细胞衰老的特征,（掌握）,1.,细胞内水分减少,细胞脱水收缩。,不溶性蛋白质增多，细胞硬度增加，代谢速率减慢。,细胞含水量,40%,细胞含水量,90%,细胞生物学,10,2.,色素颗粒沉积增多,脂褐素,-,黄褐色的圆或椭圆形颗粒，由溶酶体转化而来。,肝、肌、神经细胞中的积聚最明显。,神经细胞胞浆,中脂褐素堆积,细胞生物学,11,3.,膜系统的衰老变化,（,1,）膜上微绒毛数目增加，补偿了衰老时细胞间联系的衰退；,（,2,）细胞膜由液晶相转变为凝胶相，膜的流动性降低；,（,3,）,溶酶体的数量及体积,增加而酶活性降低。,细胞生物学,12,（,4,）线粒体的数量增多、体积增大、嵴减少。,线粒体崩解是细胞衰老的重要标志。,细胞核不凋亡,正常线粒体,正常细胞核,细胞核凋亡,PT,线粒体,正常细胞核,保温,保温,细胞生物学,13,（,5,）糙面内质网逐渐减少，高尔基体囊泡肿胀、扁平囊泡断裂崩解。,细胞生物学,14,4.,细胞核在衰老过程中的变化,染色质固缩化；,核膜内折。,细胞生物学,15,5.,生化反应的改变,（1）蛋白质合成的速度下降,核糖体的效率和准确性降低。,蛋白质合成延伸因子的数量和活性降低。,（2）细胞内酶的活性降低,酪氨酸酶,细胞生物学,16,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,细胞生物学,17,三,、细胞衰老的学说,（了解）,1.自由基学说,2.体细胞突变学说,3.衰老基因学说,4.线粒体学说,5.密码子限制学说,6.基因调节学说,7.端粒学说,为何数量这么多？,细胞生物学,18,（一）,自由基学说,（Harman,1995年诺贝尔奖提名,）,（1）自由基(free radical)是含不成对电子的原子或基团，具有高度反应活性。可引发氧化性损伤的积累，最终导致细胞衰老。,细胞生物学,19,人体遇到的自由基主要是,氧自由基,（,95%,以上）。,分为,超氧阴离子自由基、羟自由基、脂氧自由基、,NO,2,和,NO,自由基。,活性氧,（,过氧化氢,、单线态氧和臭氧）。,细胞生物学,20,自由基来源：外源性、内源性。,内源性自由基：,a.由线粒体呼吸链电子泄漏产生；,b.由氧化酶催化底物羟化产生。,自由基,机体衰老,多种疾病,细胞生物学,21,（2）过多的自由基对细胞组分造成的损伤,氧化质膜中的不饱和脂肪酸；,膜脆性增加、膜结构改变,氧化蛋白质中的巯基；,使DNA链断裂、交联、碱基羟基化、碱基切除等。,细胞生物学,22,（3）细胞内清除过多自由基的机制,细胞质,过氧化氢酶，谷胱甘肽过氧化物酶,血浆、血清和细胞质,各种抗氧化物分子，如维生素C等,线粒体内膜、膜周腔和细胞质,Cu/Zn-SOD,线粒体内膜,膜结合的维生素E,线粒体膜周腔,过氧化物酶和,Mn-SOD,防护类型 定 位,通过,膜系统,使自由基与,细胞其他组分,隔离,。,细胞生物学,23,保护性的酶,超氧化物歧化酶（Mn-SOD、Cu/Zn-SOD）,过氧化氢酶（CAT）,谷胱甘肽过氧化物酶（GSH-P,x,）。,抗氧化剂中和自由基,细胞生物学,24,其他抗氧化物分子,维生素E、C、A,，,硒。,胡萝卜素、番茄红素、,葡萄籽OPC。,细胞生物学,25,（二）端粒学说,端粒,由,250-1500,个,TTAGGG,重复顺序组成，记录细胞的年龄并预示死亡的时限。,端粒,由,端粒酶,催化合成。,端粒酶是一种,RNA,依赖性的,DNA,聚合酶。,细胞生物学,26,端粒酶的结构示意图,蛋白质（,绿色,）与,RNA,（,浅褐色,及,DNA,（,紫色,）联合在一起。,细胞生物学,27,细胞分裂，染色体末端总有,5,-20,个碱基对的片段丧失，端粒将逐渐缩短。,端粒酶活性（,+,）：胚胎、生殖和肿瘤细胞,端粒酶活性（,-,）：正常组织,3,5,5,3,RNA,引物,3,3,RNA,引物水解,5,5,细胞生物学,28,肿瘤细胞为何永生？,绝大多数恶性肿瘤,具有,端粒酶活性，而人正常体细胞中,则没有。,细胞生物学,29,端粒酶的作用机制,“,爬行机制,”,端粒酶利用酶分子内,RNA,亚基为模板，以,53,合成端粒的重复序列。,端粒酶的模板,RNA,与端粒,3,端的杂交链之间发生移位和配对，周而复始。,爬行机制示意动画,细胞生物学,30,端粒酶的作用机制,细胞生物学,31,抗癌新策略：用,RNAi,抑制端粒酶,利用,RNAi,技术,可以,削弱癌细胞端粒酶的能力。,可,为从事端粒酶癌症研究的科学家提供研制出前所未有的,，,能有效治疗,85,癌症的抗癌药的机会。,细胞生物学,32,端粒长度可能只是人衰老的生物学标志。,克隆羊多莉,细胞生物学,33,小 结,细胞衰老,指细胞在正常环境条件下发生的生理、生殖能力的减弱以及形态改变，并趋向死亡的现象。,细胞有一定的寿命，它们的增殖能力有一定的界限。动物体细胞在体外传代次数与物种寿命及,个体的年龄有关,。,细胞衰老表现为细胞内水分减少、色素颗粒沉积增多、膜系统的衰老、核膜内折染色质固缩化、蛋白质合成的速度下降、酶活性降低等特征。,细胞生物学,34,自由基对细胞内脂类、蛋白质、,DNA,的氧化性损伤积累是造成细胞衰老的主要原因之一。人体依靠,膜系统,隔离开产生自由基的物质或位点，以及保护性的酶和一些抗氧化物分子清除自由基，,SOD,是清除自由基的主要力量。,端粒记录细胞的年龄并预示死亡的时限。端粒长度是人衰老的生物学标志。,细胞生物学,35,思 考 题,1.什么是细胞衰老？,2.,细胞衰老的特征主要有哪些？,3,.,简述细胞衰老的,自由基学说,及人体消除自由基的机制,？,4.,端粒,学说主要有哪些内容？,细胞生物学,36,参考文献,1.宋今丹主编.医学细胞生物学第3版,.,北京：人民卫生出版社,2.杨抚华，胡以平主编.医学细胞生物学.北京：科学出版社,3.凌诒萍主编,.,细胞生物学,.,北京,：,人民卫生出版社,4.,翟中和主编,.,细胞生物学,.,北京：,高等教育出版社,5.,