西北农林科技大学：《细胞生物学》课程教学资源（课件讲稿）第16章 细胞死亡和细胞衰老

第16章细胞死亡和细胞衰老 第一节细胞死亡 细胞调亡与细胞环死细胞自噬， 动物细胞凋亡的特征、橙测 细胞凋亡的机制及调控， ·植物细胞和酵母的凋亡。 第二节细胞衰老 。 细胞衰老与个体衰老； 细胞衰老的形态； 细胞衰老的机制

第16章 细胞死亡和细胞衰老 第一节 细胞死亡 • 细胞凋亡与细胞坏死、细胞自噬； • 动物细胞凋亡的特征、检测； • 细胞凋亡的机制及调控， • 植物细胞和酵母的凋亡。 第二节 细胞衰老 • 细胞衰老与个体衰老； • 细胞衰老的形态； • 细胞衰老的机制

单细胞生物而言，细胞死亡既是个体死亡。多细胞生物细胞 死亡并非意味着个体死亡。相反在多细胞生物发育中，必须 通过细胞死亡进行形态建成。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。 D 7ae2008

单细胞生物而言，细胞死亡既是个体死亡。多细胞生物细胞 死亡并非意味着个体死亡。相反在多细胞生物发育中，必须 通过细胞死亡进行形态建成。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

细胞死亡的方式 温和式：细胞凋亡(apoptos is)、 细胞自噬 (autophagic cell death)o 激烈式：细胞坏死(necrosis) (一)细胞坏死 ·细胞受到环境因素的严重伤害，如极端的物理化学 因素和严重的病理性刺激引起细胞死亡的现象。 坏死原因：蛋白变性，DNA严重损伤，ATP缺乏，溶 酶体破裂等。 D7a2008

细胞死亡的方式 • 温和式：细胞凋亡（apoptosis）、细胞自噬 （autophagic cell death）。 • 激烈式：细胞坏死（necrosis）。 • （一）细胞坏死 • 细胞受到环境因素的严重伤害，如极端的物理化学 因素和严重的病理性刺激引起细胞死亡的现象。 • 坏死原因：蛋白变性，DNA严重损伤，ATP缺乏，溶 酶体破裂等

细胞坏死初期，胞质内线粒体和内质网肿胀、崩解 ,结构脂滴游离、空泡化，蛋白质颗粒增多，核发 生固缩或断裂。 随坏死进程，细胞质呈强嗜酸性，苏木精/伊红染色 呈均一红色。 细胞膜不完整，台盼蓝染色阳性（活细胞不着色）。 DNA随机降解，细胞内容物流出，引起炎症。 长期以来，细胞坏死被认为是一种被动的死亡方式，但近年来 的研究表明，细胞也可能主动发生坏死，坏死可能是细胞“程 序性死亡”的另一种形式。如分裂旺盛的细胞DNA持续损伤 起的细胞坏死；凋亡诱导因子引起的细胞坏死等等

• 细胞坏死初期，胞质内线粒体和内质网肿胀、崩解 ，结构脂滴游离、空泡化，蛋白质颗粒增多，核发 生固缩或断裂。 • 随坏死进程，细胞质呈强嗜酸性，苏木精/伊红染色 呈均一红色。 • 细胞膜不完整，台盼蓝染色阳性(活细胞不着色)。 • DNA随机降解，细胞内容物流出，引起炎症。 长期以来，细胞坏死被认为是一种被动的死亡方式，但近年来 的研究表明，细胞也可能主动发生坏死，坏死可能是细胞“程 序性死亡”的另一种形式。如分裂旺盛的细胞DNA持续损伤引 起的细胞坏死；凋亡诱导因子引起的细胞坏死等等

(二)细胞自噬 通过溶酶体与双层膜包裹的细胞自身融合，降解 消化细胞自身结构，自噬一般是细胞维持存活的 手段，但过多自噬导致细胞死亡。 。 细胞自噬是正常的生理过程。也发生在细胞营养 匮乏及个体发育过程中，如昆虫变态。 。 细胞自噬可能与细胞调亡一样在动物发育过程中 形态建成中扮演重要角色，是由细胞自身基因控 制的程序性死亡

（二）细胞自噬 • 通过溶酶体与双层膜包裹的细胞自身融合，降解 消化细胞自身结构，自噬一般是细胞维持存活的 手段，但过多自噬导致细胞死亡。 • 细胞自噬是正常的生理过程。也发生在细胞营养 匮乏及个体发育过程中，如昆虫变态。 • 细胞自噬可能与细胞凋亡一样在动物发育过程中 形态建成中扮演重要角色，是由细胞自身基因控 制的程序性死亡

自噬体 自噬溶酶体 Co △ 溶酶体 △△ 溶酶体水解酶 细胞自噬的特征及过程 A,自嗜细胞的电镜照片，显示自嗜体；B,细胞自噬过程：来自内质网或细胞质中的 双层膜形成膜泡，并逐渐扩展，包裹细胞内待降解的细胞器或者其他内含物，形成自 嗜体，进而与溶酶体融合，形成自嗜溶酶体，内容物被消化分解

细胞自噬的特征及过程： A，自嗜细胞的电镜照片，显示自嗜体；B，细胞自噬过程：来自内质网或细胞质中的 双层膜形成膜泡，并逐渐扩展，包裹细胞内待降解的细胞器或者其他内含物，形成自 嗜体，进而与溶酶体融合，形成自嗜溶酶体，内容物被消化分解

胰岛素 受体 受体 O细胞外 。细胞外 营养物质 营养物质 营养转运子 凋亡一Akt 凋亡XAkt失活 代谢底物 类 自噬一mTo卡 自噬 X mTor失活 翻译 ATP ATP B 酵母中细胞自嗜的信号调控： A,当营养充足时，生长因子活化PI3K/Akt信号途径及其下游的效应分子蛋 白激酶mTor,促进营养物质的吸收、大分子的合成、ATP的产生等，同时抑 制细胞自噬。B,当生长因子缺乏时，PI3 K/Akti途径失活，细胞停止营养物 质的吸收以及ATP的产生，同时效应分子mTor失活，细胞通过自嗜产生ATP。 Akt的失活也能引发细胞调亡。 D7a2008

酵母中细胞自嗜的信号调控： A，当营养充足时，生长因子活化PI3K/Akt信号途径及其下游的效应分子蛋 白激酶mTor，促进营养物质的吸收、大分子的合成、ATP的产生等，同时抑 制细胞自噬。B，当生长因子缺乏时，PI3K/Akt途径失活，细胞停止营养物 质的吸收以及ATP的产生，同时效应分子mTor失活，细胞通过自嗜产生ATP。 Akt的失活也能引发细胞凋亡

(三)细胞凋亡 细胞调亡是多细胞生物正常的过程，是一种由基因 控制的主动的细胞生理性自杀行为。 Dr Tian 2008

（三）细胞凋亡 • 细胞凋亡是多细胞生物正常的过程，是一种由基因 控制的主动的细胞生理性自杀行为

第一节程序性细胞死亡 程序性细胞死亡(programmed cell death,PCD: 指在生长发育过程中细胞在基因调控下，按照 一 定时空顺序发生的生理性死亡。 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。 D7a2008

• 程序性细胞死亡(programmed cell death, PCD): 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生理性死亡。 • 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。 第一节 程序性细胞死亡

一、动物细胞的程序性细胞死亡 (一)细胞凋亡(apoptosis) 1动物细胞凋亡形态特征： 1)凋亡的起始： 细胞膜：完整，表面特化结构消失，细胞间接触消失。 细胞质：线粒体形态变化不大，核糖体从内质网解离，内质网膨胀，溶酶 体活性不增加。 细胞核：染色质靠边、固缩，细胞核变型突出，染色质断裂。 2)凋亡小体的形成 整个细胞：通过出芽（发泡）的方式形成许多调亡小体，调亡小体内有结 构完整的细胞器； 3)吞噬 凋亡小体被临近细胞或体内吞噬细胞吞噬消化。 7ae2008

（一）细胞凋亡（apoptosis） 1 动物细胞凋亡形态特征： 1)凋亡的起始： 细胞膜：完整，表面特化结构消失，细胞间接触消失。 细胞质：线粒体形态变化不大，核糖体从内质网解离，内质网膨胀，溶酶 体活性不增加。 细胞核：染色质靠边、固缩，细胞核变型突出，染色质断裂。 2）凋亡小体的形成 整个细胞：通过出芽（发泡）的方式形成许多凋亡小体，凋亡小体内有结 构完整的细胞器； 3）吞噬 凋亡小体被临近细胞或体内吞噬细胞吞噬消化。 一、动物细胞的程序性细胞死亡