细胞衰老机制.ppt

新乡医学院新乡医学院生命科学技术生命科学技术学院学院 细胞衰老细胞衰老的机制的机制 The Mechanism of Cell Senescence C Cell ell B Biologyiology 生命科学技术学院生命科学技术学院 细胞生物学细胞生物学 2 2 1 细胞衰老细胞衰老相关概念相关概念（熟悉）（熟悉）2 细胞衰老细胞衰老的特征的特征（掌握）（掌握）Contents 3 细胞衰老细胞衰老学说学说（了解）（了解）C Cell ell B Biologyiology 生命科学技术学院生命科学技术学院 细胞生物学细胞生物学 3 3 一、细胞衰老一、细胞衰老的相关概念的相关概念（熟悉）（熟悉）细胞衰老细胞衰老（cell cell s senescence)enescence)指细胞在指细胞在正常环境条件下发生正常环境条件下发生的生理、生殖能力的的生理、生殖能力的减弱以及形态改变，减弱以及形态改变，并趋向死亡的现象。并趋向死亡的现象。人体衰老与细胞衰老人体衰老与细胞衰老既有联系又有区别。既有联系又有区别。C Cell ell B Biologyiology 生命科学技术学院生命科学技术学院 细胞生物学细胞生物学 4 4 1.1.细胞的寿命细胞的寿命界限界限 HayflickHayflick界限：细胞有一定界限：细胞有一定的寿命，的寿命，其其增殖能力有一定的增殖能力有一定的界限界限 。不同年龄不同年龄 的人成纤维细胞的增殖代数的人成纤维细胞的增殖代数 成纤维细胞成纤维细胞 来源来源 人胚胎人胚胎 中年人中年人 老年人老年人 可增殖代数可增殖代数 4040-6060 2020 2 2-4 4 年轻人的成纤维细胞纤维年轻人的成纤维细胞纤维 老年人的成纤维细胞纤维老年人的成纤维细胞纤维 C Cell ell B Biologyiology 生命科学技术学院生命科学技术学院 细胞生物学细胞生物学 5 5 2.2.动物体细胞在体外传代次数与物种寿命有关动物体细胞在体外传代次数与物种寿命有关 龟龟 175 175 9090-120120 鸡鸡 30 2530 25 小鼠小鼠 3.5 53.5 5-10 10 物种物种 平均寿命（年）平均寿命（年）培养细胞传代次数培养细胞传代次数 C Cell ell B Biologyiology 生命科学技术学院生命科学技术学院 细胞生物学细胞生物学 6 6 3.3.细胞的分裂能力与个体的年龄有关细胞的分裂能力与个体的年龄有关 2 2-1010 成纤维细胞成纤维细胞 早老病儿童早老病儿童 1010-3030 成纤维细胞成纤维细胞 成年成年 2020-4040 成纤维细胞成纤维细胞 新生儿新生儿-1515岁岁 4040-6060 成纤维细胞成纤维细胞 胚胎胚胎 传代次数传代次数 细胞种类细胞种类 细胞来源细胞来源 8岁岁 C Cell ell B Biologyiology 生命科学技术学院生命科学技术学院 细胞生物学细胞生物学 7 7 年轻女性细胞年轻女性细胞 老年男性细胞老年男性细胞 混合培养混合培养/单独培养单独培养 两种细胞在两种培养方式中细胞倍增次数相同两种细胞在两种培养方式中细胞倍增次数相同 细胞内部因细胞内部因素决定细胞素决定细胞的衰老的衰老 4 4.细胞细胞核决定细胞衰老的表达核决定细胞衰老的表达 实验实验：C Cell ell B Biologyiology 生命科学技术学院生命科学技术学院 细胞生物学细胞生物学 8 8 胞质体胞质体 完整细胞完整细胞 实验实验：细胞融合细胞融合 细胞分裂能力取决细胞分裂能力取决 于完整细胞的年龄于完整细胞的年龄 细胞核决定了细胞核决定了 细胞衰老的表达细胞衰老的表达 C Cell ell B Biologyiology 生命科学技术学院生命科学技术学院 细胞生物学细胞生物学 9 9 二、细胞衰老的特征二、细胞衰老的特征（掌握）（掌握）1.1.细胞内水分减少细胞内水分减少 细胞脱水收缩。细胞脱水收缩。不溶性蛋白质增多，细不溶性蛋白质增多，细胞硬度增加，代谢速率胞硬度增加，代谢速率减慢。减慢。细胞含水量细胞含水量40%细胞含水量细胞含水量90%C Cell ell B Biologyiology 生命科学技术学院生命科学技术学院 细胞生物学细胞生物学 1010 2.2.色素颗粒沉积增多色素颗粒沉积增多 脂褐素脂褐素-黄褐色的圆或椭圆黄褐色的圆或椭圆形颗粒，由溶酶体转化而来。形颗粒，由溶酶体转化而来。肝、肌、神经细胞中的积聚肝、肌、神经细胞中的积聚最明显。最明显。神经细胞胞浆神经细胞胞浆 中脂褐素堆积中脂褐素堆积 C Cell ell B Biologyiology 生命科学技术学院生命科学技术学院 细胞生物学细胞生物学 1111 3.3.膜系统的衰老变化膜系统的衰老变化 （1 1）膜上微绒毛数目增加，补偿）膜上微绒毛数目增加，补偿了衰老时细胞间联系的衰退；了衰老时细胞间联系的衰退；（2 2）细胞膜由液晶相转变为凝胶）细胞膜由液晶相转变为凝胶相，膜的流动性降低；相，膜的流动性降低；（3 3）溶酶体的数量及体积溶酶体的数量及体积 增加而酶活性降低。增加而酶活性降低。C Cell ell B Biologyiology 生命科学技术学院生命科学技术学院 细胞生物学细胞生物学 1212 （4 4）线粒体的数量增多、体积增大、嵴减少。）线粒体的数量增多、体积增大、嵴减少。线粒体崩解是细胞衰老的重要标志。线粒体崩解是细胞衰老的重要标志。细胞核不凋亡细胞核不凋亡 正常线粒体正常线粒体 正常细胞核正常细胞核 细胞核凋亡细胞核凋亡 PT线粒体线粒体 正常细胞核正常细胞核 保温保温 保温保温 C Cell ell B Biologyiology 生命科学技术学院生命科学技术学院 细胞生物学细胞生物学 1313 （5 5）糙面内质网逐渐减少，高尔基体囊泡肿）糙面内质网逐渐减少，高尔基体囊泡肿胀、扁平囊泡断裂崩解。胀、扁平囊泡断裂崩解。C Cell ell B Biologyiology 生命科学技术学院生命科学技术学院 细胞生物学细胞生物学 1414 4.4.细胞核在衰老过程中的变化细胞核在衰老过程中的变化 染色质固缩化；染色质固缩化；核膜内折。核膜内折。C Cell ell B Biologyiology 生命科学技术学院生命科学技术学院 细胞生物学细胞生物学 1515 5.5.生化反应的改变生化反应的改变 （1 1）蛋白质合成的速度下降）蛋白质合成的速度下降 核糖体的效率和准确性降低。核糖体的效率和准确性降低。蛋白质合成延伸因子的数量和活性降低。蛋白质合成延伸因子的数量和活性降低。（2 2）细胞内酶的活性降低）细胞内酶的活性降低 酪氨酸酶酪氨酸酶 C Cell ell B Biologyiology 生命科学技术学院生命科学技术学院 细胞生物学细胞生物学 1616 衰老症状与原因分析衰老症状与原因分析 衰老症状衰老症状 原因分析原因分析 皮肤干燥、发皱皮肤干燥、发皱 头发变白头发变白 老人斑老人斑 饮食减少饮食减少 细胞水分减少，体积减小细胞水分减少，体积减小 细胞内的酶活性降低细胞内的酶活性降低 细胞内色素的累积细胞内色素的累积 细胞膜通透性功能改变细胞膜通透性功能改变 C Cell ell B Biologyiology 生命科学技术学院生命科学技术学院 细胞生物学细胞生物学 1717 三三、细胞衰老的学说、细胞衰老的学说（了解）（了解）1.1.自由基学说自由基学说 2.2.体细胞突变学说体细胞突变学说 3.3.衰老基因学说衰老基因学说 4.4.线粒体学说线粒体学说 5.5.密码子限制学说密码子限制学说 6.6.基因调节学说基因调节学说 7.7.端粒学说端粒学说 为何数量这么多？为何数量这么多？C Cell ell B Biologyiology 生命科学技术学院生命科学技术学院 细胞生物学细胞生物学 1818 （一）（一）自由基学说自由基学说（HarmanHarman 19951995年诺贝尔奖提名年诺贝尔奖提名）（1 1）自由基）自由基(free radical)(free radical)是含不成对电子是含不成对电子的原子或基团，具有高度反应活性。可引发的原子或基团，具有高度反应活性。可引发氧化性损伤的积累，最终导致细胞衰老。氧化性损伤的积累，最终导致细胞衰老。C Cell ell B Biologyiology 生命科学技术学院生命科学技术学院 细胞生物学细胞生物学 1919 人体遇到的自由基主要人体遇到的自由基主要是是氧自由基氧自由基（95%95%以上）。以上）。分为分为超氧阴离子自由基、超氧阴离子自由基、羟自由基、脂氧自由基、羟自由基、脂氧自由基、NONO2 2和和NONO自由基。自由基。活性氧活性氧（过氧化氢过氧化氢、单、单线态氧和臭氧）。线态氧和臭氧）。C Cell ell B Biologyiology 生命科学技术学院生命科学技术学院 细胞生物学细胞生物学 2020 自由基来源：外源性、自由基来源：外源性、内源性。内源性。内源性自由基：内源性自由基：a.a.由线粒体呼吸链电由线粒体呼吸链电子泄漏产生；子泄漏产生；b.b.由氧化酶催化底物由氧化酶催化底物羟化产生。羟化产生。自由基自由基 机体衰老机体衰老 多种疾病多种疾病 C Cell ell B Biologyiology 生命科学技术学院生命科学技术学院 细胞生物学细胞生物学 2121 （2 2）过多的自由基对细胞组）过多的自由基对细胞组分造成的损伤分造成的损伤 氧化质膜中的不饱和脂氧化质膜中的不饱和脂肪酸；肪酸；膜脆性增加、膜结构改变膜脆性增加、膜结构改变 氧化蛋白质中的巯基；氧化蛋白质中的巯基；使使DNADNA链断裂、交联、碱链断裂、交联、碱基羟基化、碱基切除等。基羟基化、碱基切除等。C Cell ell B Biologyiology 生命科学技术学院生命科学技术学院 细胞生物学细胞生物学 2222 （3 3）细胞内清除过多自由基的机制）细胞内清除过多自由基的机制 细胞质细胞质 过氧化氢酶，谷胱甘肽过氧化物酶过氧化氢酶，谷胱甘肽过氧化物酶 血浆、血清和细胞质血浆、血清和细胞质 各种抗氧化物分子，如维生素各种抗氧化物分子，如维生素C C等等 线粒体内膜、膜周腔和细胞质线粒体内膜、膜周腔和细胞质 Cu/ZnCu/Zn-SODSOD 线粒体内膜线粒体内膜 膜结合的维生素膜结合的维生素E E 线粒体膜周腔线粒体膜周腔 过氧化物酶和过氧化物酶和MnMn-SODSOD 防护类型防护类型 定定 位位 通过通过膜系统膜系统使自由基与使自由基与 细胞其他组分细胞其他组分隔离隔离。C Cell ell B Biologyiology 生命科学技术学院生命科学技术学院 细胞生物学细胞生物学 2323 保护性的酶保护性的酶 超氧化物歧化酶（超氧化物歧化酶（MnMn-SODSOD、Cu/ZnCu/Zn-SODSOD）过氧化氢酶（过氧化氢酶（CATCAT）谷胱甘肽过氧化物酶（谷胱甘肽过氧化物酶（GSHGSH-P Px x）。）。抗氧化剂中和自由基抗氧化剂中和自由基 C Cell ell B Biologyiology 生命科学技术学院生命科学技术学院 细胞生物学细胞生物学 2424 其他抗氧化物分子其他抗氧化物分子 维生素维生素E E、C C、A A，硒。硒。胡萝卜素、番茄红素、胡萝卜素、番茄红素、葡萄籽葡萄籽OPCOPC。C Cell ell B Biologyiology 生命科学技术学院生命科学技术学院 细胞生物学细胞生物学 2525 （二）端粒学说（二）端粒学说 端粒端粒由由250250-15001500个个TTAGGGTTAGGG重复顺序组成重复顺序组成，记录细胞记录细胞的年龄并预示死亡的时限的年龄并预示死亡的时限。端粒端粒由由端粒酶端粒酶催化合成催化合成。端粒酶是一种端粒酶是一种RNARNA依赖性的依赖性的DNADNA聚合酶聚合酶。C Cell ell B Biologyiology 生