第十五章 细胞的衰老和死亡课件

第十五章细胞的衰老和死亡第十五章细胞的衰老及死亡第十五章细胞的衰老和死亡第一节细胞的衰老一、细胞衰老及其表现二、细胞衰老的形态学特征三、细胞衰老的生化及细胞学特征四、细胞衰老的机制五、细胞衰老的意义第二节细胞的死亡一、细胞死亡的概念和标志二、细胞死亡的形式三、细胞死亡的特征三、细胞凋亡的机制四、细胞凋亡的生物学意义第十五章细胞的衰老和死亡一、细胞衰老(cellsenescence)及其表现海夫勒（Hayflick）界限正常细胞的衰老不可避免细胞衰老：增殖能力逐渐减弱，对环境适应能力逐渐降低的不可逆改变。生物体的衰老与细胞的衰老含义不同但却相互联系龟的寿命为200年，细胞可以传代140代；成年人的成纤维细胞可传20-30代；小鼠的寿命为3年，细胞可以传代12代；第十五章细胞的衰老和死亡二、细胞衰老的形态学特征细胞膜内陷，流动性降低细胞质水分减少，致密体（脂褐素）积聚，空泡增多细胞器线粒体和尼氏体减少包含物糖原颗粒减少细胞核核质比变小核膜内折染色质浓缩第十五章细胞的衰老和死亡核酸：复制与转录受阻，端粒DNA缩短。蛋白质：含成速率下降酶：酶分子的结构改变，酶活性减弱。脂类：不饱和脂肪酸被氧化。细胞增殖参数改变：细胞周期阻滞三、细胞衰老的生化及细胞学特征第十五章细胞的衰老和死亡四、细胞衰老的可能机制第十五章细胞的衰老和死亡五、细胞衰老的生物学意义总体来说，细胞的衰老导致生物体的衰老然而并非所有的细胞衰老都是有害的特例：黑素细胞的衰老是抗肿瘤的另一种方式第十五章细胞的衰老和死亡第二节细胞的死亡死亡是生命的普遍现象，细胞衰老的终末必将走向死亡。然而，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。第十五章细胞的衰老和死亡一、细胞死亡的概念和标志细胞死亡：细胞生命现象不可逆的终止鉴别标志：活体染色台盼蓝死细胞蓝色第十五章细胞的衰老和死亡二、细胞死亡的形式细胞凋亡(apoptosis)：有秩序、受控制并按某种预定程序发展的生理性的自然死亡过程。细胞坏死(necrosis)：由外部的化学、物理或生物因素造成的细胞崩溃裂解。第十五章细胞的衰老和死亡三、细胞凋亡的特征

（一）细胞凋亡的形态学特征凋亡的起始凋亡小体的形成凋亡小体被吞噬第十五章细胞的衰老和死亡图（a）示细胞凋亡的形态变化过程；图（b）示透射电镜下正常细胞与凋亡细胞的形态对比。凋亡的起始凋亡小体的形成凋亡小体被吞噬正常细胞凋亡细胞第十五章细胞的衰老和死亡胸腺细胞正常凋亡第十五章细胞的衰老和死亡凋亡的淋巴细胞吉姆萨染色1000×第十五章细胞的衰老和死亡凋亡和坏死

的形态学差异内容物释放炎症坏死凋亡崩解凋亡小体吞噬细胞吞噬作用第十五章细胞的衰老和死亡凋亡与坏死的差异最重要的差异：

坏死时细胞结构不完整，内容物释放出来，溶酶体活性增加剧烈的炎症反应第十五章细胞的衰老和死亡（二）凋亡的生化特征最主要的生化特征：DNA梯形带（ladder）的形成DNAladder：基因组DNA被内源性核酸酶于核小体单位间切割，产生一系列长短不一的寡核苷酸片段，其长度为核小体长度的整数倍，凝胶电泳时呈现特征性的梯形DNA区带第十五章细胞的衰老和死亡DNAladder的产生内源性核酸酶内源性核酸酶于核小体单位间（虚线处）切割基因组DNA,产生的一系列寡核苷酸片段长度为180-200bp的整数倍第十五章细胞的衰老和死亡凋亡细胞DNAladder的检测2kb1kb0.5kb0.2kbABC琼脂糖凝胶电泳图A泳道：正常细胞的染色体DNA；B泳道：凋亡细胞的染色体DNAC泳道：DNA分子量marker高分子量低分子量+_第十五章细胞的衰老和死亡四、诱导凋亡的机制

物理性因子：射线（紫外线，

射线等），温度刺激等。

化学及生物因子：包括活性氧基团和分子，激素，肿瘤坏死因子

（TNF

）

机制：上述因子作用于细胞，胞内促凋亡因子在与促存活因子的斗争中胜出，激活了效应caspase，导致大量蛋白的降解及后续反应。第十五章细胞的衰老和死亡五、凋亡的生物学意义

细胞凋亡对于多细胞生物个体发育，自稳平衡以及抵御外界干扰方面都起着非常关键的作用，例如：蝌蚪尾的消失，骨髓和肠的细胞凋亡小鼠趾间的发育第十五章细胞的衰老和死亡细胞凋亡与癌症癌症实际上是癌细胞增殖过度而凋亡不足的疾病临床上用的化疗和放疗的实质是诱导癌细胞凋亡第十五章细胞的衰老和死亡本章小结细胞衰老是细胞增殖能力和适应环境能力减弱的不可逆现象。衰老的细胞膜皱缩；胞内水分减少，细胞器减少，脂褐素增多；核质比减小，染色体固缩。衰老的细胞内大分子物质功能降低第十五章细胞的衰老和死亡衰老的终末细胞必然死亡，但细胞死亡可能是机体正常发育所必需的凋亡和坏死的定义及主要区别。凋亡的主要形态和生化特征。凋亡的机制：各种因素激活了效应caspase酶，引起一系列后续反应。第十五章细胞的衰老和死亡第十四章干细胞(stemcell)第一节干细胞的生物学特征第二节各种类型的干细胞第三节干细胞的临床应用前景第十五章细胞的衰老和死亡第一节干细胞的定义及生物学特征定义：可自我更新并可分化成一种以上类型细胞的多潜能细胞形态特征：较小的圆或椭圆细胞；核质比较大生化特征：端粒酶活性，各种分化抗原分裂增殖特征：对称分裂和不对称分裂；干细胞巢；缓慢增殖/过渡扩增细胞；干细胞转分化第十五章细胞的衰老和死亡第二节干细胞的分类按发育阶段分类：胚胎干细胞成体干细胞：造血干细胞、间充质干细胞、神经干细胞、表皮干细胞等按分化潜能分类：全能干细胞、多能干细胞和专能干细胞第十五章细胞的衰老和死亡干细胞的分类第十五章细胞的衰老和死亡造血干细胞的分化淋巴干细胞骨髓干细胞第十五章细胞的衰老和死亡干细胞总结(flash)第十五章细胞的衰老和死亡第三节干细胞的临床应用前景胚胎干细胞组织工程成体干细胞白血病的干细胞治疗Ⅰ型糖尿病的干细胞治疗帕金森综合征的干细胞治疗第十五章细胞的衰老和死亡干细胞总结定义：可自我更新并可分化成一种以上细胞类型的多潜能细胞。形态特征：细胞小，核质比大增殖特征：对称和不对称分裂并存；干细胞巢；缓慢增殖/过渡扩充细胞；转分化分类：可按发育阶段和分化潜能分类。临床应用：缺什么干细胞负责补什么。第十五章细胞的衰老和死亡造血干细胞的巢第十五章细胞的衰老和死亡凋亡的起始整体：细胞收缩，脱绒毛，解黏附，离群细胞膜：内陷细胞质：浓缩细胞核：缩小，核仁消失，染色体浓集于细胞核内表面第十五章细胞的衰老和死亡凋亡小体形成染色体断裂核膜和细胞膜内陷包裹成泡样结构第十五章细胞的衰老和死亡凋亡小体被吞噬第十五章细胞的衰老和死亡蝌蚪尾部的消失发育成熟后尾部成为不再需要的结构，故构成尾部的细胞全部凋亡第十五章细胞的衰老和死亡帕金森病的干细胞治疗第十五章细胞的衰老和死亡组织工程示意图取异体胚胎干细胞或病人自身的成体干细胞体外纯化定向诱导分化大量扩增体外重建组织或器官移植回病人体内第十五章细胞的衰老和死亡不对称分裂示意图不对称分裂的特点是特殊的蛋白质或信使RNA（红点所示）选择性进入其中一个子细胞(浅紫色）第十五章细胞的衰老和死亡肝细胞中的脂褐素颗粒（黄褐色）第十五章细胞的衰