高一生物细胞衰老与凋亡课件.ppt

,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,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,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、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。,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,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 7Marker,(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