第十二章细胞衰老和凋亡.pptVIP

第十二章 细胞衰老与凋亡 第二节 细 胞 凋 亡 ?细胞凋亡的概念及其生物学意义 ?细胞凋亡的形态学和生物化学特征 ?细胞凋亡的分子调控机理 三、细胞凋亡的分子调控机理 ?Caspase家族与细胞凋亡 ?Bcl-2家族与细胞凋亡 ?线粒体与细胞凋亡 ?p53与特定细胞的凋亡 ?胞外信号诱导细胞凋亡的途径 ?植物细胞的凋亡 ?细胞凋亡的分子机理 Caspase家族与细胞凋亡 ◆Caspase家族 Caspase活性位点是半胱氨酸（Cys），裂解靶蛋白 位点是天冬氨酸残基后的肽键，因此称为Cysteine aspartic acic specific protease，即Caspase ◆Caspase的活化 ◆天然Caspase抑制剂：CrmA，P35，IAP Caspase的活化 ◆Caspase活化 Caspase以非活化Procaspase存在 其激活依赖于其它Caspase在它的Asp位点裂解活化或自身活化 ◆凋亡起始者：Caspase2, 8, 9,10 ◆凋亡执行者：Caspase3, 6, 7 * * ●细胞衰老 （cellular aging or cell senescence） ●细胞凋亡（apoptosis） 第一节 细 胞 衰 老（cellular aging or cell senescence） ●Hayflick界限（Hayflick limitation） ●细胞在体内条件下的衰老 ●衰老细胞结构的变化 ●细胞衰老的分子机理 一、Hayflick界限（Hayflick limitation） ●概念：体内细胞或培养细胞具有一定的寿命，它们 的增殖能力不是无限的，而是有一定界限，这就是 Hayflick界限 ◆癌细胞或细胞系的细胞是不正常细胞，其染色体 数目或形态已经不同于原先细胞 ◆细胞增殖能力与供体年龄有关 ◆物种寿命与细胞增殖能力之间存在一定关系 2~4 20 40~60 可增殖 代数 老年人 成纤维细胞 中年人 成纤维细胞 人胚胎肺 成纤维细胞 细胞来源 不同年龄来源的人成纤维细胞的增殖代数 二、细胞在体内条件下的衰老 ●体内细胞衰老是常见现象，个体发育早期也会发生 ●终生保持分裂能力细胞的衰老 ◆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 ◆衰老个体的内环境因素影响了细胞的增殖 ◆骨髓干细胞移植实验说明，随着年龄增加干细胞 增殖速度变慢 三、衰老细胞结构的变化 ●细胞核变化：体积、核膜、染色质、核仁 ●内质网变化：弥散分布、总RER量减少 ●线粒体变化：数量减少、单个体积增加 ●致密体生成：溶酶体和线粒体转化而来 ●膜系统变化：膜流动性下降、间隙连接少 四、细胞衰老的分子机理 ●发育程序学说 ●氧化损伤学说 活性氧基团或分子（ROS） ROS主要类型：·O2、·OH、H2O2 ●端粒丢失学说 端粒酶 有丝分裂钟学说 一、细胞凋亡的概念及其生物学意义 ?概念 基因决定的细胞主动结束生命的 过程，细胞编程性死亡（PCD） ?生物学意义 正常发育的需要 清除感染细胞 细胞更新的需要 Bcl-2家族与细胞凋亡 ◆Bcl-2是一种原癌基因，能抑制细胞凋亡，与线粒体膜及内质网膜结合 ◆Bcl-2家族成员的基因中，常常含有三个保守的Bcl-2同源区，即BH1、BH2和BH3 线粒体与细胞凋亡 Caspase8活化后，一方面作用Procaspase3，另一方面与线粒体膜上Bcl-2的BH3结构域形成复合物，导致细胞色素C释放。CytC与胞质中Apaf-1（凋亡蛋白酶活化因子apoptosis protease activating factor）结合并激活Apaf-1，活化的Apaf-1再活化Procaspase9，最后引起细胞凋亡 p53与特定细胞的凋亡 ◆抑癌基因：突变频率高 ◆与特定细胞的凋亡有关 ◆p53基因的作用机制 胞外信号诱导细胞凋亡的途径 ◆凋亡途径 凋亡信号（如TNF）结合细胞表面受体，受体相互聚集并与细胞内衔接蛋白（adaptor protein）结合，这些衔接蛋白又募集Procaspases聚集在受体部位，Procaspase相互活化并产生级联反应，使细胞凋亡 ◆凋亡事件 裂解核纤层蛋白，细胞核形成凋亡小体 裂解DNase结合蛋白，释放DNase，降解DNA形成DNA Ladder 裂解细胞连接或附着骨架，使凋亡细胞皱