1、第十二章 细胞的衰老与死亡,第一节 细胞的衰老 第二节 细胞的死亡,第一节 细胞的衰老,一、细胞衰老的得概念与特征,衰老 aging 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、循序渐进的退化。,生物体在其生命过程中生长发育到成熟后，随着年龄的增长，形态结构何生理机能方面出现一系列慢性的、进行性的、退化性变化。,一般意义,通常意义,细胞的衰老,肌体的衰老,两个不同的概念，两个密切相关的过程,正常细胞分裂的次数有限 40-60代,细胞至少是培养的细胞不是不死的，而是有一定的寿命。 增殖能力不是无限的，而是有一定界限的。,著名的龊 界限,Hayflick还发现：, 动物细胞在体
2、外可以传代的次数与五中的寿命有关, 体外培养的细胞传代次数与细胞来来源个体的年龄成反比,成人成纤维细胞 10-30代 胎儿成纤维细胞 20-40代,反映了个体细胞在体内的衰老状况,I,II,III,衰老的特征,1、细胞内水分减少细胞脱水收缩，体积变小,1）细胞膜上的微绒毛数目增加 2）细胞膜的流动性降低 3）细胞膜受体-配体复合物形成的效能降低 4）线粒体出现明显的衰老特征：形成多囊 5）细胞核膜内折。,2、细胞色素颗粒增多,3、细胞器的衰老,4、化学组成生化反应的改变,1）蛋白质合成速率降低 2）细胞内酶活性与含量的改变,三、细胞衰老的学说,生物大分子交联论 体细胞突变和DNA损伤论 错误成
3、灾论 异常分化论 自由基理论 遗传程序论 神经免疫网络论 糖皮质激素受体论 细胞调亡,第二节 细胞的死亡,细胞死亡得一般定义是细胞生命现象不可逆的停止,一、细胞死亡的标志,主要采用形态学指标来判断 染色法,中性红染色 不着色 红色 台酚兰染色 不着色 蓝色,活细胞 死细胞,培养中的细胞,能否现成集落，即形成克隆,二、细胞死亡的机制,（一|）细胞死亡的概念,细胞死亡,细胞调亡 Programmed cell death, PCD,细胞坏死 necroesis,为了维持细胞内环境的稳定，由基因控制的细胞自主的有序死亡，是一个主动过程，涉及到一系列基因激活、表达以及调控过程。,细胞病理性死亡，一般由
4、于感染的因素造成，往往伴随着炎症。,（二）程序性细胞死亡与细胞坏死的比较,（三）程序性细胞死亡的特征,1、形态学特征,细胞连接消失,调亡小体形成 并且被吞噬,2、染色质DNA的降解,由于内源性核算内切酶的变化,DNA片断大小有规律，200bp；电泳呈梯形,单链切开，极少有在同一位置切开DNA双链的,断裂后的DNA片断可以被细胞膜包围形成调亡小体。,3、RNA和大分子的合成,涉及一系列RNA和蛋白质的合成，说明细胞调亡过程中优基因激活及表达,4、Ca2+浓度的变化,Ca2+ ,速度快二持续,无Ca 2+ 培养基或抑制Ca 2+ 浓度，可抑制PCD的发生。,5、内源性核酸内切酶的作用,Ca 2+、
5、 Mg 2+依赖性的核酸内切酶参与PCD的发生。,PCD,X-ray,缺乏Ca 2+、 Mg 2+,胸腺,四、细胞死亡的基因调控,1、秀丽隐杆线虫：1090个细胞，发育过程中131个细胞死亡,成虫959个细胞,A组,B组,C组,A组,B组,C组,A、当ced9激活时，ced3、4被抑制，细胞存活，反之亦然如果ced3、4 同时失活，则正常的或逾数的细胞死亡都不能发生,推测这类基因鱼编码直接杀伤细胞的毒素或调解细胞或性蛋白转录有关,死亡决定基因,B、与细胞死亡后的吞噬有关:控制相邻细胞吞噬死亡细胞方面起着重要作用。其突变导致吞噬作用缺失.,A组,B组,C组,D、控制 DNA裂解，负责被吞噬细胞的
6、DNA消化，其突变会导致DNA间接受阻。,2、哺乳动物细胞调亡地基因调控,生存基因,死亡基因,促进存活: bcl-2; EIB c-kit,促进增殖: c-myc; c-abl; ras,抑制细胞增殖: RB P53,促进细胞死亡：Bax, Ice,（1） 促进细胞增殖的基因,c-myc 8q24 促进细胞增殖，诱导细胞死亡,c-abl 9q34bcr 22q22,形成bcr-abl融合基因，促进骨髓细胞的增殖,ras 蛋白质为21000 KD; 促进细胞增殖 基因转染的爪蟾大白鼠 恶变,正常大鼠DNA 一种标志基因 Marker gene,表达H-ras 的肿瘤细胞系,恶性程度下降,转染,说
7、明大鼠细胞中有抑癌基因的存在,经过第二轮转染，发现一中新的长度为2.5Kb转录物，推测是生长抑制基因的转录物。命名为Trg,H-ras转染的大鼠细胞,Trg,抑制细胞的生长，诱导PCD的发生,（2） 促进细胞存活的基因,bcl-2 (B cell lymphoma/leukemia-2; bcl-2)是PCD研究中最重要的基因，与ced9 相似。,bcl-2,小鼠细胞,寿命延长,骨髓细胞 淋巴细胞,导入,说明bcl-2延长细胞的寿命，也就bcl-2阻断PCD心好传递系统的最后共同通道而控制PCD，从而促进细胞存活。,EIB 是腺病毒5型编码的早期即刻蛋白的缩写（ early immediate
8、 protein B,EIB),促进细胞存活，阻断p53介导的PCD机制而促进细胞存活。,19000：抑制p53诱导的PCD过程 55000：阻断p53肿抑制蛋白的功能,EIB,c-kit：属于生长因子受体类原癌基因,c-kit的产物是一种受体酪氨酸激酶III的家族成员即干细胞因子受体（stem cell factor receptor, SCFR）与干细胞因子一起对造血干细胞、肥大细胞的发育、皮肤黑素细胞的形成及配子的形成都有密切的关系,（3） 细胞生长抑制基因,P53基因: 野生型P53基因可以间接引起细胞调亡，,骨髓细胞 上皮细胞,P53表达,细胞死亡,肿瘤细胞,P53丢失,细胞不发生调
9、亡,Rb基因：retinoblastma, RB. 为一抗癌基因 13q14。,产物816个氨基酸，在其一级结构中有金属离子结合位点，表明其某些阿、氨基酸结合蛋白有相似之处。Rb基因使肿瘤发生逆转及抑制细胞增殖的机制尚不清楚。,WT-1: 11q13. 其缺失可以产生儿童期的肾母细胞瘤。,缺失WT-1基因的瘤细胞,导入WT-1,肿瘤细胞逆转,（3） 细胞死亡促进基因,Bax: 从表达bcl-2的人B细胞系RLT分离出的 一种新型蛋白质分子，明命名为Bax,Bax与bcl-2有高度的同源性。 Bax过度表达可以拮抗bcl-2的促进细胞增值及抑制PCD作用。,ICE 白细胞介素I 转换酶（ interleukin-1 convert enzyme,ICE ） 是一种裂解蛋白质的蛋白水解酶,ICE 相当于线虫的ced3的人体自杀基因；ced3与ICE有同源性，达28%,ICE,大鼠成纤维细胞,PCD,
