天津科技大学:《细胞生物学》课程教学课件(PPT讲稿)第十三章 细胞衰老与凋亡

第十三章 细胞衰老与凋亡
第十三章 细胞衰老与凋亡

第一节 细胞的衰老 • 又称老化,指细胞随着年龄的增加,机能和结构发生 退行性变化,趋向死亡的不可逆的现象。 • 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
第一节 细胞的衰老 • 又称老化,指细胞随着年龄的增加,机能和结构发生 退行性变化,趋向死亡的不可逆的现象。 • 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

1. 更新组织:如上皮细胞、血细胞。构成更新组织的细胞 可分为3类:① 干细胞、 ② 过渡细胞、 ③成熟细胞。 2. 稳定组织:可补偿性增生,如:肝、肾细胞。 3. 恒久组织:细胞不再分裂,如神经、骨骼、心肌细胞。 4. 可耗尽组织:如人类的卵巢实质细胞。 一、人体细胞的动态分类
1. 更新组织:如上皮细胞、血细胞。构成更新组织的细胞 可分为3类:① 干细胞、 ② 过渡细胞、 ③成熟细胞。 2. 稳定组织:可补偿性增生,如:肝、肾细胞。 3. 恒久组织:细胞不再分裂,如神经、骨骼、心肌细胞。 4. 可耗尽组织:如人类的卵巢实质细胞。 一、人体细胞的动态分类

核 增大、染色深、核内有包含物 染色质 凝聚、固缩、碎裂、溶解 质膜 粘度增加、流动性降低 细胞质 色素积聚、空泡形成 线粒体 数目减少、体积增大 高尔基体 碎裂 尼氏体 消失 包含物 糖原减少、脂肪积聚 核膜 内陷 二、细胞衰老的特征 (一)形态变化
核 增大、染色深、核内有包含物 染色质 凝聚、固缩、碎裂、溶解 质膜 粘度增加、流动性降低 细胞质 色素积聚、空泡形成 线粒体 数目减少、体积增大 高尔基体 碎裂 尼氏体 消失 包含物 糖原减少、脂肪积聚 核膜 内陷 二、细胞衰老的特征 (一)形态变化

• 1. DNA:复制与转录受阻,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: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。 (二)分子水平的变化
• 1. DNA:复制与转录受阻,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: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。 (二)分子水平的变化

• (一)差错学派 • 1、代谢废物积累:如:脂褐质 • 3、自由基攻击:导致DNA、蛋白质变异,正常细胞内 存在清除自由基的防御系统: – 酶系统:超氧化物歧化酶(SOD),过氧化氢酶(CAT),谷胱甘肽 过氧化物酶(GSH-PX); – 非酶系统:维生素E,醌类等电子受体。 三、细胞衰老的分子机理
• (一)差错学派 • 1、代谢废物积累:如:脂褐质 • 3、自由基攻击:导致DNA、蛋白质变异,正常细胞内 存在清除自由基的防御系统: – 酶系统:超氧化物歧化酶(SOD),过氧化氢酶(CAT),谷胱甘肽 过氧化物酶(GSH-PX); – 非酶系统:维生素E,醌类等电子受体。 三、细胞衰老的分子机理

• 1、细胞有限分裂学说 – “Hayflick”极限,即细胞最大分裂次数。 – L.Hayflick (1961)报道,人的成纤维细胞在体外培养时增殖次 数是有限的(60~70代)。 – 细胞增殖次数与端粒DNA长度有关。 • 2、重复基因失活学说:如哺乳动物rRNA基因数随年龄 而减少。 (二)遗传论学派
• 1、细胞有限分裂学说 – “Hayflick”极限,即细胞最大分裂次数。 – L.Hayflick (1961)报道,人的成纤维细胞在体外培养时增殖次 数是有限的(60~70代)。 – 细胞增殖次数与端粒DNA长度有关。 • 2、重复基因失活学说:如哺乳动物rRNA基因数随年龄 而减少。 (二)遗传论学派

• 3、衰老基因学说 • 子女的寿命与双亲的寿命有关; • 各种动物都有相当恒定的平均寿命和最高寿命; –成人早衰症:平均39岁时出现衰老,47岁生命结束; –婴幼儿早衰症:1岁时出现明显的衰老,12~18岁生命结束, –早衰症患者体内解旋酶发生突变。 – Caenrhabditis elegans的平均寿命仅3.5天,该虫age-1 单基因 突变,可提高平均寿命65%,提高最大寿命110%
• 3、衰老基因学说 • 子女的寿命与双亲的寿命有关; • 各种动物都有相当恒定的平均寿命和最高寿命; –成人早衰症:平均39岁时出现衰老,47岁生命结束; –婴幼儿早衰症:1岁时出现明显的衰老,12~18岁生命结束, –早衰症患者体内解旋酶发生突变。 – Caenrhabditis elegans的平均寿命仅3.5天,该虫age-1 单基因 突变,可提高平均寿命65%,提高最大寿命110%

Werner's syndrome
Werner's syndrome

Hutchinson-Gilford syndrome
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