第十三章程序性细胞死亡与细胞衰老翟中和细胞生物学.pptVIP

本章小结 细胞的衰老 细胞衰老的概念 细胞衰老的研究：细胞不死说、Hayflick界限 衰老细胞形态结构的变化：细胞核、内质网、线粒体、膜系统的变化以及致密体的生成 细胞衰老的分子机制：复制衰老的机制（端粒与衰老）、胁迫诱导的早熟性衰老（氧化性损伤学说）、单细胞生物的衰老 细胞在体内条件下的衰老 细胞来源 年轻人成纤维 细 胞 中年人成 纤维细胞 老年人成 纤维细胞 可 增 殖 代数40～60202～4 不同年龄来源的人成纤维细胞的增殖代数 小鼠趾发育过程中的细胞凋亡 （A）胎鼠的趾 （B）发育后期的胎鼠趾，凋亡细胞被吞噬后形成趾间隔 到目前为止，DNA梯状条带仍然是鉴定细胞凋亡最简单可靠的方法。 Caspase-1和11（可能还有Caspase-4）主要负责白介素前体的活化，不直接参与凋亡信号的传递其余的可分为两类： 1、Caspase-2.-8,-9,-10,-11：凋亡起始者；2、 Caspase-3.-6,-7：凋亡执行者起始者负责对执行者的前体进行切割，从而产生有活性的执行者；执行者负责切割细胞核内、细胞质中的结构蛋白和调节蛋白。 级联效应 起始Caspase和执行Caspase组成细胞内凋亡信号的级联分子网络。少量活化的起始Caspase能够切割许多下游Caspase酶原，进而通过级联放大作用，产生更大量的活化的下游Caspase。其中执行Caspase切割细胞质内及细胞核内重要的结构和功能蛋白，导致细胞凋亡。 BCL-2家族成员 坏死细胞 凋亡细胞 细胞凋亡过程 1、正常细胞； 2、细胞凋亡的起始，染色质固缩并沿核膜分布，细胞质亦发生皱缩； 3、凋亡中的细胞，细胞质膜反折，包围染色质片段和细胞器等，形成芽状突起并逐渐分隔，形成凋亡小体； 4、凋亡小体被邻近吞噬细胞吞噬。 1 2 3 4 细胞衰老概念被普遍接受的一些经典实验(细胞体外生命跨度与供体年龄的正相关性) ? 过程： 年轻女性细胞(间期可见巴氏小体)+年老男性细胞(间期无巴氏小体)混合培养(一样的外部环境) ? 结果：年轻女性细胞倍增次数多于年老男性细胞 结论：细胞衰老的过程是由细胞自身决定的,而非环境因素 细胞衰老是由细胞核而非细胞质决定的体细胞杂交实验 年老细胞 年轻细胞 年轻细胞 年老细胞 植物细胞的程序性死亡 植物细胞程序性死亡概述 植物细胞与动物细胞程序性死亡的差异 诱导植物细胞程序性死亡的因素 植物细胞程序性死亡概述 发现：1994年，研究者在拟南芥的过敏反应中发现细胞凋亡现象。 发生：1、正常的植物发育进程：木质部管状细胞的成熟过程。管状细胞的分化：细胞伸长、细胞壁增厚、木质化和细胞自溶即程序性死亡过程。2、植物细胞在受某些真菌或细菌感染后会发生主动、快 速的死亡，同时触发体内的防御反应，从而限制了病原体 的生长和扩散，这一现象称为过敏反应，也是典型的细胞 程序性死亡过程。 植物细胞与动物细胞程序性死亡的差异 最大特征性差异在于：死亡细胞出的残余物被细胞壁固定在原位、不是被周围细胞吞噬，而是被自身液泡中的水解酶消化。 形态方面： 1、过敏反应 2、管状细胞分化程序性死亡 1、过敏反应(A)：染色质凝聚，DNA降解为50kb片段，细胞质膜及液泡膜皱缩破裂，质壁分离，末期细胞内含物泄漏到质体外。 2、管状细胞分化程序性死亡(B) ：细胞壁增厚，随着液泡膜的破裂，核DNA被迅速降解，细胞内含物被水解消化，最后仅剩下细胞壁。 诱导植物细胞程序性死亡的因素 诱导植物细胞发生程序性死亡的因素主要包括活性氧和植物激素等。 水杨酸、NO：协同促进植物细胞过敏反应中的细胞程序性死亡，以便有效限制入侵病原体的侵染范围。 乙烯、赤霉素：促进细胞程序性死亡。 细胞分裂素、脱落酸：抑制细胞程序性死亡。 植物体内离子浓度平衡的破坏：诱导过敏性细胞程序性死亡。 植物程序性死亡有关的基因。 酵母细胞的程序性死亡 酵母程序性死亡形态学特征及机制与动物细胞凋亡类似。 还未发现类似动物细胞Caspase的关键执行因子： 对拟南芥和酵母全基因组进行检索，未发现动物细胞Caspase的同源分子——执行及调节因子与动物细胞发生了结构上的区别。 动物细胞BcL-2家族成员在植物细胞中表达后，对植物细胞的程序性死亡产生效应——存在结构不同而功能类似的调节因子。 第二节 细胞衰老(cell aging or cell senescence) ●细胞衰老的概念 ●细胞衰老的研究 ●衰老细胞形态结构的变化 ●细胞衰老的分子机制 ●细胞在体内条件下的衰老 一、细胞衰老的概念细胞衰老（cell aging ）一般的含义是复 制衰老(replicative senescene，RS)。指体外培养的正常细胞经过有限次数的 分裂后，停止