《医学细胞生物学》课程教学课件（PPT讲稿）第十二章 细胞的衰老和死亡

第十二章细胞的衰老与死亡 84B州

2024年7月27日星期六10 时55分43秒 1 第十二章 细胞的衰老与死亡

第一节细胞的衰老 (cellular agingcell senescence) 衰老：指生物体在其生命的后期阶段所进行的 全身性的，多方面的，十分复杂的退化过程。 细胞衰老：是指细胞内部结构的衰老、细胞生 理功能的衰退和丧失。 2024年7月27日星期六10 时55分43秒

2024年7月27日星期六10 时55分43秒 2 第一节 细胞的衰老 (cellular aging或cell senescence) ▪ 衰老:指生物体在其生命的后期阶段所进行的 全身性的，多方面的，十分复杂的退化过程。 ▪ 细胞衰老：是指细胞内部结构的衰老、细胞生 理功能的衰退和丧失

Hayflick☑界限(Hayflick Limitation) ●概念：关于细胞增殖能力和寿命是有限的观点。 细胞，至少是培养的二倍体细胞，不是不死的，而是有 一定的寿命；它们的增殖能力不是无限的，而是有一定的 界限，这就是Hayflick界限 ◆癌细胞或培养的细胞系是不正常细胞，其染色体数目 或形态已经不同于原先的细胞 ◆细胞的增殖能力与供体年龄有关 ◆物种寿命与培养细胞寿命之间存在着一定的关系 ○二倍体细胞的衰老是由细胞本身决定的 ◆决定细胞衰老的因素在细胞内部，不是外部的环境 ◆是细胞核而不是细胞质决定了细胞衰老 2024年7月27日星期六10 3 时55分43秒

2024年7月27日星期六10 时55分43秒 3 一、Hayflick界限(Hayflick Limitation） ●概念：关于细胞增殖能力和寿命是有限的观点。 细胞，至少是培养的二倍体细胞，不是不死的，而是有 一定的寿命；它们的增殖能力不是无限的，而是有一定的 界限，这就 是 Hayflick界限 ◆癌细胞或培养的细胞系是不正常细胞，其染色体数目 或形态已经不同于原先的细胞 ◆细胞的增殖能力与供体年龄有关 ◆物种寿命与培养细胞寿命之间存在着一定的关系 ●二倍体细胞的衰老是由细胞本身决定的 ◆决定细胞衰老的因素在细胞内部，不是外部的环境 ◆是细胞核而不是细胞质决定了细胞衰老

不同年龄来源的人成纤维细胞的增殖代数 细胞来源 人胚肺成纤 中年人成 老年人成 维细胞 纤维细胞 纤维细胞 可增殖 代数 40-60 20 2-4 2024年7月27日星期六10 时55分43秒

2024年7月27日星期六10 时55分43秒 4 细胞来源 人胚肺成纤 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

细胞衰老的特征 ●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： ◆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。 ◆衰老个体内的环境因素影响了细胞的增殖和衰老： 2024年7月27日星期六10 时55分43秒

2024年7月27日星期六10 时55分43秒 5 二、细胞衰老的特征 ●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; ◆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. ◆衰老个体内的环境因素影响了细胞的增殖和衰老;

衰老细胞结构的变化 ●细胞核的变化 ●内质网的变化：衰老动物内质网成分弥散性地分散于核 周胞质中，粗面内质网的总量似乎是减少了 ●线粒体的变化：通常，细胞中线粒体的数量随龄减少 而其体积则随龄增大 ●致密体的生成 ●膜系统的变化 2024年7月27日星期六10 6 时55分43秒

2024年7月27日星期六10 时55分43秒 6 衰老细胞结构的变化 ●细胞核的变化 ●内质网的变化: 衰老动物内质网成分弥散性地分散于核 周胞质中，粗面内质网的总量似乎是减少了 ●线粒体的变化: 通常，细胞中线粒体的数量随龄减少， 而其体积则随龄增大 ●致密体的生成 ●膜系统的变化

细胞核的变化 ◆体外培养的二倍体细胞，细胞核 随着细胞分裂次数的增加不断增大 ◆细胞核的核膜内折(invagination) 染色质固缩化 冠 2024年7月27日星期六10 > 时55分43秒

2024年7月27日星期六10 时55分43秒 7 细胞核的变化 ◆体外培养的二倍体细胞，细胞核 随着细胞分裂次数的增加不断增大 ◆细胞核的核膜内折（invagination）、 染色质固缩化

膜系统的变化 ◆衰老的细胞，其膜流动性降低、韧性减小 ◆衰老细胞间间隙连接； 渴 细胞膜内(P面)颗粒的分布也发生变化 2024年7月27日星期六10 8 时55分43秒

2024年7月27日星期六10 时55分43秒 8 膜系统的变化 ◆衰老的细胞，其膜流动性降低、韧性减小 ◆衰老细胞间间隙连接; 细胞膜内（P面）颗粒的分布也发生变化

三、细胞衰老的分子机理 ●氧化性损伤学说：代谢过程中产生的活性氧基团或分子(ROS-O2,OH H2O2),引发的氧化性损伤的积累，最终导致衰老。 ●端粒与衰老：发现端粒长度确实与衰老有着密切的关系，提出细胞衰老的 “有丝分裂钟”学说（Harley,1990) ●rDNA与衰老：酵母染色体外rDNA环(ERC)的积累，导致细胞衰老。 ●沉默信息调节蛋白复合物(Sir complex)与衰老：Sir complex存在于异染 色质区，其作用在于阻断所在位点DNA转录。 ●SGS基因和WR基因与衰老：SGS1基因和WRN堪因同源，编码解旋酶； 酵母sgs1突变体寿命明显短于野生型（平均9.5代：24.5代)；wm突变 引发早老症 ·发育程序与衰老： ●线粒体DNA与衰老：Sen-DNA(80年代)mtDNA突变积累与细胞衰老 有关. 2024年7月27日星期六10 9 时55分43秒

2024年7月27日星期六10 时55分43秒 9 三、细胞衰老的分子机理 ●氧化性损伤学说：代谢过程中产生的活性氧基团或分子（ROS- O2 -， OH- ， H2O2 ），引发的氧化性损伤的积累，最终导致衰老。 ●端粒与衰老：发现端粒长度确实与衰老有着密切的关系，提出细胞衰老的 “有丝分裂钟”学说（Harley,1990） ● rDNA与衰老: 酵母染色体外rDNA 环（ERC）的积累，导致细胞衰老。 ● 沉默信息调节蛋白复合物（Sir complex）与衰老：Sir complex 存在于异染 色质区，其作用在于阻断所在位点DNA转录。 ● SGS1基因和WRN基因与衰老： SGS1基因和WRN基因同源,编码解旋酶; 酵母sgs1突变体寿命明显短于野生型（平均9.5代:24.5代）; wrn突变 引发早老症. ● 发育程序与衰老: ● 线粒体DNA与衰老: Sen-DNA(80年代);mtDNA突变积累与细胞衰老 有关

第二节细胞凋亡(Apoptosis) ●细胞凋亡的概念及其生物学意义 ●细胞调亡的形态学和生物化学特征 ●细胞调亡的分子调控机理 酒 2024年7月27日星期六10 10 时55分43秒

2024年7月27日星期六10 时55分43秒 10 第二节 细胞凋亡(Apoptosis) ●细胞凋亡的概念及其生物学意义 ●细胞凋亡的形态学和生物化学特征 ●细胞凋亡的分子调控机理