细胞生物学 14.细胞衰老
细胞生物学第十三章 第十四章 习题
细胞生物学第十三章第十四章习题
细胞生物学第十三章第十四章习题
第十三章细胞衰老与凋亡
本章要点：本章着重于阐释细胞生命的基本现象新陈代谢与丧生。建议掌控细胞衰老
的基本特征及基本原理，重点掌控细胞细胞分裂的生物学意义，细胞细胞分裂的研究进展，细胞细胞分裂的形态和生化特征、分子机制及检测方法。
一、名词解释
1、细胞衰老
2、hayflick界限
3、球状体
4、端粒
5、细胞死亡
6、细胞细胞分裂
7、细胞分裂小体
8、dnaladders
9、细胞坏死10、caspase家族11、bcl-212、p53二、填空
题
1、体外培养的细胞的增殖能力与的年龄有关，也反映了细胞在体内的
状况；细胞衰老的决定因素存有于内；同意了细胞衰老的抒发而不是细胞质。
2、衰老细胞的膜的减弱、能力降低；线粒体的数目，嵴呈状；核的体积、核膜、染
色质。
3、端粒就是由直观的含有和的dna片段的序列共同组成；随着每次细胞分裂，端粒
可以。
4、端粒酶以自身的一段为模板，通过出一段端粒片段连接在染色体的端粒末端，从
而保持了细胞的生长；人类正常组织的体细胞端粒酶活性。5、ros主要有三种类型即：、和。
6、2002年的生理学或医学诺贝尔奖授与了两位英国科学家和一位美国科学家，以表
扬他们为研究器官发育和程序性细胞死亡过程中的所做出的重大贡献。7、细胞细胞分裂
的出现过程，在形态学上可以分成三个阶段，即为、和。8、hiv步入人体后，引发cd4+t
细胞数目的关键机制就是。
9、细胞凋亡最主要的生化特征是由于内源性的活化，被随机地在核小体的部位打断，结果产生含有不同数量的的片段，进行电泳时，产生了特征性的，其大小为的整倍数。三、选择题
细胞衰老和凋亡ppt-细胞生物学PPT课件
1
讨论
1.人体的衰老表现出哪些特征？
白发，皱纹，老年斑，耳聋，眼花，行动迟缓， 记忆力减退等。
2.老年人体内有没有幼嫩的细胞？年轻人体 内有没有衰老的细胞？
2020年10月2日
2
一、个体衰老与细胞衰老的关系 问题：个体衰老与细胞衰老是不是一回事?
二、细胞衰老的特征 1、细胞的衰老:细胞的生理状态和化学反应发生复 杂变化的过程，最终表现为形态、结构、和功能发 生变化。 2、衰老的细胞主要具有以下特征： (1) 一小：（ 细胞内的水分 ）减少，萎缩变小， 代谢速率减慢。 (2) 一多：（ 细胞内的色素 ） 逐渐积累、增多。 (3) 一大：细胞核 （ 增大），染色质 （ 收缩）， 染色（ 加深 ）。 (420)20两年10低月2日：（有些酶的活性降低）（ 物质运输功能降低3）。
正常代谢活动受损或中断引起的细胞损伤和死亡。
2020年10月2日
5
2020年10月2日
6
三、细胞的凋亡和细胞坏死
1、细胞凋亡是由基因所决定的细胞自动结束生命的过程
2、细胞坏死是在种种不利因素影响下，由于细胞
正常代谢活动受损或中断引起的细胞损伤和死亡。
2020年10月2日
7
三、细胞的凋亡和细胞坏死
1、细胞凋亡是由基因所决定的细胞自动结束生命的过程
细胞凋亡的意义 多细胞生物体完成正常发育（如人胚胎时期尾部的 消失、蝌蚪尾的消失、胎儿手形状的发育）
细胞生物学中的细胞衰老和细胞老化机制
细胞生物学中的细胞衰老和细胞老化机制细胞衰老和细胞老化是细胞生物学中重要的研究领域，它们涉及到细胞的寿命、功能衰退以及与疾病的关系等诸多问题。本文将从细胞衰老的定义、特征、机制和影响因素等方面进行探讨。
一、细胞衰老的定义
细胞衰老是指细胞内生物学活动的退化和功能的丧失，表现为细胞增殖能力的降低、细胞功能异常等，最终导致组织和器官的老化。细胞衰老是一个复杂的过程，受到遗传、环境、生活方式等多种因素的影响。
二、细胞衰老的特征
细胞衰老的特征主要包括形态学的改变和功能的降低。形态学上，衰老细胞通常呈现出增大、扁平、不规则的形状，伴随着细胞器的异常分布和数量的减少。功能上，衰老细胞的代谢活动减弱，DNA修复能力降低，分泌功能下降，导致细胞外基质的组成和结构发生改变。
三、细胞老化的机制
细胞老化是细胞衰老的重要机制之一，主要包括端粒缩短和损伤堆积两个方面。
1. 端粒缩短
在每次细胞分裂中，染色体末端的端粒会逐渐缩短。当端粒缩短到一定长度时，细胞就无法再进行正常的分裂，从而进入衰老状态。这一机制被称为“细胞服从哈夫利尔德限制(Hay flick limit)”。
2. 损伤堆积
细胞内外的损伤会逐渐累积，造成DNA损伤、蛋白质聚集和细胞器功能异常等。这些损伤的积累导致细胞功能下降，从而引发细胞老化。
四、细胞老化的影响因素
细胞老化受到多种因素的影响，主要包括遗传因素、环境因素和生活方式。
1. 遗传因素
一些先天性的缺陷或突变可能导致细胞老化的加速。例如，特定基因的突变可引起细胞内DNA修复能力下降，从而促进细胞老化过程。
复习纲要医学细胞生物学细胞的衰老与死亡
复习纲要医学细胞生物学细胞的衰老与死亡
第十四章细胞的衰老与死亡
【教学大纲】
1．掌握细胞衰老的特征及细胞衰老机制。
2．掌握细胞凋亡的概念及特征、细胞凋亡与细胞坏死的区别。
3．掌握细胞凋亡的信号传导及作用机制。
4．了解细胞凋亡与医学的关系。
【复习纲要】
（一）细胞衰老
1.哺乳类动物的细胞寿命
动物体内不同类型的细胞其寿命不同.按细胞寿命的长短分为（1）接近或等于动物自身寿命的细胞（2）缓慢更新的细胞（长于30天，短于动物平均寿命）（3）快速更新的细胞（短于30天）。
2.Hayflick界限
1961年，Hayflick和Moorhead的研究表明:细胞不是不死的,而是有一定寿命的;细胞的增殖能力不是无限的,而是有一定界限的.这就是著名的Hayflic界限.同时也证明了细胞的增殖能力与供体的年龄有关;传代次数与寿命有关。
3.细胞衰老的变化
细胞衰老的主要表现是对环境变化适应能力和维持细胞内环境能力的降低。这些表现是以形态结构与生化改变为基础的。
细胞内水分减少，致使细胞脱水收缩，体积减少；色素颗粒沉积增多，脂褐素的沉积引起细胞质结构和比例的异常；细胞衰老时细胞间的联系能力衰退，为了补偿这种衰退，细胞膜上的微绒毛数目增加；衰老的细胞膜发生脂质过氧化反应，细胞膜的流动性明显降低。线粒体增大、数目减少；核膜内折，染色质固缩化；高尔基体破碎，粗面内质网减少；溶酶体数量增加、体积增大。
4.细胞衰老机制
20世纪90年代以来，关于细胞衰老的机制研究有了突破性的进
展，重大发现有：
（1）衰老基因与凋亡基因的提出（2）端粒、端粒酶与细胞衰老的关系。（3）线粒体结构与功能控制细胞衰老过程。
细胞生物学-细胞衰老
细胞衰老
Hutchinson-Gilford syndrome
成人早衰症：平均39岁时出现衰老，47岁生命结束；
婴幼儿早衰症：1岁时出现明显的衰老，12-18岁生命 结束，
早衰症患者体内解旋酶发生突变 。
Caenrhabditis elegans的平均寿命仅3.5天，该虫
age-1 单基因突变，可提高平均寿命65%，提高最 大寿命110%。
细胞衰老
Werner's syndrome
细胞衰老
三、细胞衰老的分子机理 （一）差错学派 1、代谢废物积累：如：脂褐质 2、自由基攻击：导致DNA、蛋白质变异，正常细胞内存 在清除自由基的防御系统：
酶系统：超氧化物歧化酶(SOD)，过氧化氢酶(CAT)，
谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-PX)； 非酶系统：维生素E，醌类等电子受体。
wk.baidu.com
细胞衰老
（二）遗传论学派 1、细胞有限分裂学说 “Hayflick”极限，即细胞最大分裂次数。
L.Hayflick (1961)报道，人的成纤维细胞在体外
培养时增殖次数是有限的（60-70代）。 细胞增殖次数与端粒DNA长度有关。 2、重复基因失活学说：如哺乳动物rRNA基因数随年 龄而减少。
细胞衰老
3、衰老基因学说 子女的寿命与双亲的寿命有关； 各种动物都有相当恒定的平均寿命和最高寿命；
14细胞衰老、死亡与癌变.
第十四章细胞衰老、死亡与癌变
“生、老、病、死”是生命的四重奏。人类自出生总要经过生长、发育、成熟、衰老直至死亡的几个阶段，这是生命的必然规律。生命是物质的，人体是由细胞组织起来的。组成细胞的化学物质在运动中不断受到内外环境的影响而发生损伤，致使人体内某些细胞不断地衰老与死亡。细胞的衰老与死亡是新陈代谢的自然现象。
癌是威胁人类健康的主要疾病之一。癌症与其它疾病的根本区别在于，癌是由一个细胞的变化引起的，与细胞的生长、发育、分化和凋亡有着十分密切的关系。研究癌变的细胞生物学机理，是御癌、治癌的基础。
14.1
在生物机体内大多数细胞都要经历未分化到分化、分化到衰老、衰老至死亡的历程。因此,细胞总体的衰老反应了机体的衰老,而机体的衰老是以总体细胞的
衰老为基础的。
14.1.1衰老的概念
●衰老是机体在退化时期生理功能下降和紊乱的综合表现,是不可逆的生命过程。人体是由细胞组织起来的,组成细胞的化学物质在运动中不断受到内外环境的影响而发生损伤，造成功能退行性下降而老化。细胞的衰老与死亡是新陈代谢的自然现象。
●细胞衰老是客观存在的。同新陈代谢一样,细胞衰老是细胞生命活动的客观规律。对多细胞生物而言,细胞的衰老和死亡与机体的衰老和死亡是两个不同的概念,机体的衰老并不等于所有细胞的衰老,但是细胞的衰老又是同机体的衰老紧密相关的。
14.1.2细胞的寿限
细胞也同生物体一样，有一定的寿命，体内总有细胞不断地衰老与死亡,同时又有细胞的增殖与新生进行补充。这不仅发生在胚胎发育过程中，在成年体内的各组织器官中也有细胞的死亡。
细胞生物学-14
细胞生物学-14
(总分：100.00，做题时间：90分钟)
一、判断题(总题数：6，分数：6.00)
1.蝌蚪发育过程中尾巴的退化涉及细胞的编程性死亡和细胞坏死过程。
（分数：1.00）
A.正确
B.错误√
解析：
2.衰老过程中，细胞所有的蛋白质合成速度都下降。
（分数：1.00）
A.正确
B.错误√
解析：
3.细胞衰老是生命过程中受自由基随机损伤积累的结果，与细胞自身的基因无关。
（分数：1.00）
A.正确
B.错误√
解析：
4.在细胞衰老过程中，端粒和染色体内部的DNA重复序列长度都逐渐减少。
（分数：1.00）
A.正确
B.错误√
解析：
5.细胞外基质中透明质酸具备抗张力的作用。
（分数：1.00）
A.正确
B.错误√
解析：
6.胞外基质主要用于维持组织结构，对细胞功能的影响不大。
（分数：1.00）
A.正确
B.错误√
解析：
二、填空题(总题数：11，分数：11.00)
7.有两种酶类的积累可以预示细胞凋亡的发生，这两种酶是 1和 2。
（分数：1.00）
解析：Caspase；p53。
8.程序性细胞死亡可分4个阶段 1、 2和 3、 4。
（分数：1.00）
解析：凋亡的起始；凋亡小体形成；凋亡小体逐渐为临近细胞吞噬和消化；细胞死亡。
9.哺乳动物的6cl2基因产物在功能上与线虫参与编程性细胞死亡中的 1基因产物相当。
（分数：1.00）
解析：Ced-9。
10.细胞形态改变主要表现有下几个方面 1、 2、 3、 4。
（分数：1.00）
解析：细胞外形改变；细胞骨架结构紊乱；核异常；质膜结构发生变化。
11.Wright和Hayflick所做的一系列实验证明细胞衰老的表达是由 1决定的。
细胞生物学名词解释(小抄)
1、细胞衰老：指体外培养的正常细胞经过有限的次数分裂后，停止分裂，细胞形态和生理代谢活性发生显著改变的现象。
2、Hayflick界限：关于细胞增殖能力和寿命有限的观点，细胞至少是培养的二倍体细胞，不是不死的，而是有一定寿命的，它们的增殖能力不是无限的，而是有一定界限的。
3、细胞凋亡：为维持细胞内环境稳定，有基因控制的细胞自主有序的死亡。
4、细胞分化：是指从受精卵开始的，个体发育过程中细胞之间产生稳定性差异的过程。
5、细胞周期同步化：将处于不同时期的细胞分离出来，从而获得不同时期的细胞群体。
6、胞吞作用：通过细胞质膜内陷形成嚢泡，将外界物质裹进并输入细胞的过程。
7、胞吐作用：将细胞内的分泌泡或其他某些膜泡中的物质通过细胞质膜运出细胞的过程。
8、协同转运：是一类由Na+-K+泵与载体蛋白、协同作用，靠间接消耗A TP所完成的主动运输。
9、细胞骨架：存在于真核细胞的细胞质中的蛋白纤维网架结构体系。
10、第二信使：第一信使与受体作用后，在胞内最早产生的信号分子。
11、细胞通讯：是指一个细胞发出的信息通过介质传递到另一个细胞并与靶细胞相应的受体相互作用，然后通过细胞信号转导产生胞内一系列生理生化变化，最终表现为细胞整体生物学效应。
12、常染色质：指间期细胞核内处于分散状态、压缩程度相对较低、着色较浅的染色质。
13、异染色质：指间期细胞保持高度凝聚状态、染色较深、不具有转录活性的染色质。
14、多聚核糖体：具有特殊功能与形态结构的核糖体与mRNA的聚合体。
15、踏车现象：在体外组装过程中，有时可以见到微丝的正极由于肌动蛋白亚基的不断添加而延长，而负极则由于肌动蛋白亚基去组装而缩短。
细胞生物学名词解释
名词解释：1.cellular aging：即细胞衰老，是指细胞在执行生命活动的过程中，随着时间的推移，细胞的增殖能力和生理功能逐渐出现衰退的过程。
2.cell biology：即细胞生物学，是研究细胞生命现象发生的规律及其本质的科学。
3.cell differentiation：即细胞分化，是指由同一来源的细胞（如受精卵）逐渐产生出形态结构、功能和生化特征各不相同的一类细胞群，形成这种稳定性差异的过程称为细胞分化。
4.gene differential expression：即基因差异性表达，多细胞生物个体发育与细胞分化过程中，其基因组DNA 并不全部表达，而呈现选择性表达，它们按照一定的时空顺序，在不同性别和同一细胞的不同发育阶段发生差异性表达。
5.Cysteine aspartic acid speific protease：即半胱氨酸天冬氨酸特异性蛋白酶，简写为Caspase，是一类半胱氨酸蛋白水解酶，为线虫凋亡基因ced-3的同源物，是引起细胞凋亡的关键酶。
6.Caspase：是一类半胱氨酸蛋白水解酶，简称为Caspase；为线虫凋亡基因ced-3的同源物，是引起细胞凋亡的关键酶。
7.Apoptosis：即细胞凋亡，是指细胞在一定的生理或病理条件下，一种主动的由基因决定的细胞自杀过程。
8.限制点（restriction point）：或者称为启动点是G0期细胞进入G1早期的一个检查点，也是哺乳动物细胞周期G1晚期控制进入S期的调节点，相当于酵母的Start检查点。
9.检查点（checkpoint）：是细胞周期中的一套保证DNA复制和染色体分配质量的检查机制。
细胞生物学PPT课件 细胞衰老与死亡
自由基含有未配对电子，具有高度反应活性，可引发链式自由 基反应，引起DNA、蛋白质和脂类等大分子物质变性和交联，损 伤DNA、生物膜、重要的结构蛋白和功能蛋白。
正常细胞内存在清除自由基的防御系统，包括酶系统和非酶系 统，前者如：超氧化物歧化酶（SOD），过氧化氢酶（CAT）， 谷胱甘肽过氧化物酶（GSH-PX），非酶系统有维生素E、醌类物 质等电子受体。
第三类是快速更新的细胞，如皮肤的表皮细胞、红细胞和 白细胞等，它们在正常情况下终生保持分裂能力。
三、细胞衰老的表现 （一）衰老细胞的形态变化
形态结构 膜体系 溶酶体 细胞质 线粒体
高尔基体 包含物 细胞核
原生质硬度增加、细胞收缩、体积缩小 膜粘度降低、流动性减小、裂隙、渗漏 多种水解酶活性降低、衰老色斑出现 色素积聚、空泡形成、蛋白质代谢下降 数目减少、体积增大、mtDNA突变或丢失
4.胀亡
细胞胀亡多为缺血、毒素引起。
日本科学家大隅良典获2016年诺贝尔生理学或医学奖
第三节 细 胞 凋 亡
细胞凋亡是细胞在一定的生理或病理条件下，遵循自身的程序， 自己结束其生命的过程。 很多情况下，细胞凋亡亦被称作细胞编程性死亡（programmed cell death, PCD），即在一定时间内，细胞按一定的程序发生死 亡，这种细胞死亡具有严格的基因时控性和选择性。
细胞衰老的形态特征
医学细胞生物学细胞衰老的形态特征
一、细胞衰老之细胞核的变化
⏹细胞核增大；
⏹核膜内折；
⏹染色质固缩化；
⏹核仁裂解。
二、质膜的衰老变化
⏹膜上微绒毛数目增加；
⏹细胞膜由液晶相转变为凝胶相，
膜的流动性降低。
⏹胆固醇与磷脂之比增加。
三、细胞脱水收缩
细胞含水量90%
⏹细胞内水分减少。
⏹不溶性蛋白质增多，细胞硬
度增加，代谢速率减慢。
细胞含水量40%
四、线粒体空泡化、数量与嵴减少、体积增大
五、糙面内质网逐渐减少，光面内质网空泡状
六、致密体沉积增多
⏹脂褐素--沉积于衰老细胞中的
黄褐色不规则小体，是溶酶体作用后剩下不再能被消化的物质而形成的残余体。
⏹50%为脂质。
⏹肝、肌、神经细胞中的积聚最
明显。神经细胞胞浆中脂褐素堆积
复习题
1.名词解释：脂褐素。
2.细胞核在细胞衰老时有哪些变化？
3.细胞衰老的形态变化都表现在哪几方面？
细胞生物学 细胞衰老
决定细胞衰老的因素
实验结论
体外培养的细胞具有增值分裂的极限 细胞的增值能力与供体年龄有关 动物细胞在体外传代的次数，与物种寿命
有关 决定细胞衰老的因素在细胞核内部，不在
外部坏境和细胞质
细胞衰老形态的变化
1、细胞内水分减少 表现：细胞收缩，体积减少 原因：细胞内亲水胶体系统的胶粒失去电
5、细胞质的变化 内质网的变化
内质网排列无序，膜腔膨胀，膜面上核糖体 减少
线粒体的变化
线粒体数量减少，体积变大。线粒体DNA的 损伤程度增加，线粒体DNA的转录产物减少 高尔基体的变化
囊泡肿胀，断裂，崩解
细胞衰老的机制
1、自由基学说 衰老是由于自由基对细胞成分的有害攻击 这里所指的自由基，主要是氧自由基
自由基引起脂质过氧化，膜饱和脂肪酸相 对增多使膜变得刚性，严重影响生物膜的 功能
2、端粒与端粒酶学说
端粒是真核生物染色体末端由许多简单重 复序列和相关蛋白组成的复合结构，具有 维持染色体结构完整性和解决其末端复制 难题的作用。端粒酶是一种逆转录酶，由 RNA和蛋白质组成，是以自身RNA为模板， 合成端粒重复序列，加到新合成DNA链末端。 细胞每有丝分裂一次，就有一段端粒序列 丢失，当端粒长度缩短到一定程度，会使 细胞停止分裂，导致衰老与死亡。
3、遗传程序学说
每一物种本身固有其遗传基因上的衰老程 序，衰老是由遗传控制得程序性过程，生 物体细胞内特定基因按照预定程序有序的 开启和关闭，控制着个体的生长发育、衰 老死亡。
细胞衰老
14.细胞衰老、死亡与癌变
“生、老、病、死”是生命的四重奏。人类自出生总要经过生长、发育、成熟、衰老直至死亡的几个阶段，这是生命的必然规律。生命是物质的，人体是由细胞组织起来的。组成细胞的化学物质在运动中不断受到内外环境的影响而发生损伤，致使人体内某些细胞不断地衰老与死亡。细胞的衰老与死亡是新陈代谢的自然现象。
癌是威胁人类健康的主要疾病之一。癌症与其它疾病的根本区别在于，癌是由一个细胞的变化引起的，与细胞的生长、发育、分化和凋亡有着十分密切的关系。研究癌变的细胞生物学机理，是御癌、治癌的基础。
14.1
在生物机体内大多数细胞都要经历未分化到分化、分化到衰老、衰老至死亡的历程。因此,细胞总体的衰老反应了机体的衰老,而机体的衰老是以总体细胞的
衰老为基础的。
14.1.1衰老的概念
●衰老是机体在退化时期生理功能下降和紊乱的综合表现,是不可逆的生命过程。人体是由细胞组织起来的,组成细胞的化学物质在运动中不断受到内外环境的影响而发生损伤，造成功能退行性下降而老化。细胞的衰老与死亡是新陈代谢的自然现象。
●细胞衰老是客观存在的。同新陈代谢一样,细胞衰老是细胞生命活动的客观规律。对多细胞生物而言,细胞的衰老和死亡与机体的衰老和死亡是两个不同的概念,机体的衰老并不等于所有细胞的衰老,但是细胞的衰老又是同机体的衰老紧密相关的。
14.1.2细胞的寿限
细胞也同生物体一样，有一定的寿命，体内总有细胞不断地衰老与死亡,同时又有细胞的增殖与新生进行补充。这不仅发生在胚胎发育过程中，在成年体内的各组织器官中也有细胞的死亡。
细胞衰老
常见症状及体征：皮肤菲薄、荨 表静脉显露、眉毛睫毛缺乏、鸟
喙样鼻、扇风耳、唇薄
常有高血脂症、动脉硬化症， 进而引起心、肾、脑病变.
人类早老症患者，通常只能活 到7岁到20岁.
患病率：1 / 800万新生儿
（Hutchinson- Gilford progeria syndrome，HGPS）郝吉早衰综合症 10
第一
节 二、衰老细胞的主要特征
细胞周期停滞 细胞丧失增殖能力，即发生生长停滞
永久性的生长停滞：受到特定的生理信号刺激时也不 能进行细胞增殖
大多数成纤维细胞停滞在G1期
仍然具有代谢活性
39
第一
节 三、衰老细胞的代谢
衰老相关的分泌表型 senescence-associated
secretory phenotype (SASP) 细胞衰老是细胞应对各种刺激因素产生的一
(五) 其它变化 脂褐素（lipofuscin）
随年龄增长在各种组织细胞内的含量增加； 主要成分为脂类、蛋白质和抗水解有色物质； 在细胞内堆积引起细胞质结构比例改变； 持续积累影响细胞的代谢
32
第一
节 一、衰老细胞形态、结构的变化
(五) 其它变化 脂褐素（lipofuscin）
光镜：1-3μm棕黄色颗粒； 荧光镜：自发荧光，淡黄至橙红色
细胞衰老的分子机制
p53通路 p16-pRb通路 GATA—NF-κB 通路
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端粒缩短引发细胞衰老
48
第二 节
一、端粒缩短—复制性衰老
端粒长度与细胞分裂次数
49
第二 节
一、端粒缩短—复制性衰老
端粒酶与端粒长度
பைடு நூலகம்
端粒酶（telomerase): 1985年Blackburn等在四膜虫中首次发现； 1989年Morin等在人HeLa细胞中发现
50
第二 节
一、端粒缩短—复制性衰老
线粒体功能障碍,细胞能量代谢降低
线粒体DNA (mtDNA)突变
食物、环境中的物理、化学因素导致核苷酸烷基化、
DNA链断裂等
mtDNA裸露、氧化应激、缺乏有效的修复酶、进化
速率快等内部因素
呼吸链功能受损，生物供能效率降低
19
第一 节
一、衰老细胞形态、结构的变化
(二) 细胞器的变化—线粒体：
人类早老症患者，通常只能活 到7岁到20岁.
患病率：1 / 800万新生儿
（Hutchinson- Gilford progeria syndrome，HGPS）郝吉早衰综合症
10
概述
人体的衰老
早老症 (progeria)
11
概述
人体的衰老
Werner氏综合征
一个37岁的成人早衰症患者 引自http://www.nejm.org on
46
第二 节
一、端粒缩短—复制性衰老
端粒缩短： DNA复制中的“末端复制问题”
DNA聚合酶不能从头合成DNA ，须由RNA引物引 导来开始自身的复制过程，引物降解后，新合成的 DNA链的5′端留下一段无法填补的缺口，使染色体 末端的碱基对缓慢地丢失
47
第二 节
一、端粒缩短—复制性衰老
人类正常体细胞端粒较短，随着DNA复制，部 分端粒序列丢失、长度缩短，当缩短到一定长度 时，引发DNA损伤应答反应，激活p53通路，导 致持久的细胞周期停滞，进入衰老过程 复制性细胞衰老
光镜：1-3μm棕黄色颗粒；
荧光镜：自发荧光，淡黄至橙红色
33
第一 节
二、衰老细胞的主要特征
细胞周期停滞
细胞丧失增殖能力，即发生生长停滞
永久性的生长停滞：受到特定的生理信号刺激时也不 能进行细胞增殖 大多数成纤维细胞停滞在G1期
仍然具有代谢活性
34
细胞周期运行的关键调控分子
35
25
第一 节
一、衰老细胞形态、结构的变化
(三) 细胞骨架体系的改变
微丝体系的结构、成分发生变化，G－
actin含量下降，微丝数量减少
26
第一 节
一、衰老细胞形态、结构的变化
(四) 细胞核的改变
核体积增大，核膜内折 核纤层Lamin A基因突变—
早老症
27
第一 节
一、衰老细胞形态、结构的变化
40
第一 节
三、衰老细胞的代谢
衰老相关的分泌表型(SASP)
细胞因子和趋化因子：IL-1/6/8、巨噬细胞炎性蛋白 ( MIP)； 生长因子：肝细胞生长因子 ( HGF)、转化生长因子 ( TGF-β) 和血管内皮生长因子( VEGF) 等； 蛋白酶：基质金属蛋白酶( MMP) 和组织蛋白酶 Cathepein B等； Fas和TNFR1等可溶性或脱落的受体/配体； 一氧化氮等非蛋白类可溶性分子
线粒体数量减少
损伤的线粒体得不到有效清除
新生的线粒体数目降低
20
第一 节
一、衰老细胞形态、结构的变化
(二) 细胞器的变化—线粒体：
线粒体结构发生改变，嵴排列紊乱 内膜通透性增强
21
第一 节
一、衰老细胞形态、结构的变化
(二) 细胞器的变化—内质网、高尔基体
结构不规则、肿胀呈现出空泡状 粗面内质网失去核糖核蛋白体颗粒
56
第二 节
二、应激诱导的早熟性衰老
衰老是一种细胞应对细胞内、外环境各种刺激 因素的应答反应。
57
第二 节
(四) 细胞核的改变
异染色质异常凝集，呈点状聚集：称为衰
老相关异染色质聚集(senescenceassociated heterochromatic foci， SAHF)
28
第一 节
一、衰老细胞形态、结构的变化
(四) 细胞核的改变
富含HP1
(heterochromatin protein 1)、 H3K9Me等蛋白，
52
第二 节
一、端粒缩短—复制性衰老
端粒酶活性与细胞寿命
端粒酶对细胞增殖能力的影响
53
第二 节
一、端粒缩短—复制性衰老
端粒酶活性与细胞寿命
精原细胞、干细胞和肿瘤细胞中端粒酶活性较高， 正常体细胞中端粒酶的活性很低，呈抑制状态。
54
端粒酶活性与肿瘤细胞的产生
55
第二 节
二、应激诱导的早熟性衰老
Stress-induced premature senescence, SIPS
电离辐射、紫外线、活性氧应激、毒素、营养 失衡、癌基因活化或抑癌基因失活等多种刺激 因素都可以触发细胞衰老，且这类衰老的出现 阶段通常发生在端粒缩短之前，因此将细胞内 、外各种应激因素所触发的衰老称之为应激诱 导的早熟性衰老
高尔基体的加工、分泌及运输等功能衰退
22
第一 节
一、衰老细胞形态、结构的变化
(二) 细胞器的变化—溶酶体
衰老相关β- 半乳糖苷酶(senescenceassociated β galactosidase, SA-β-gal) 酶活性 提高 由GLB1基因(溶酶体β- 半乳糖苷酶基因) 编码 在衰老细胞中pH6.0表现出活性，加入底物即可 显色 其表达随细胞代龄的增加而增多，是细胞衰老研 究中常用的生物学标记物之一
端粒酶（telomerase):
一种核糖核酸蛋白（ribonucleoprotein，RNP)复 合物,由小分子RNA和蛋白质组成； 特殊的逆转录酶； 以自身RNA为模板合成新的端粒DNA序列。
51
DNA polymerase α
Molecular Biology of the Cell. Fourth Edition. Alberts et al. p264
性的老化
机体的细胞和器官功能出现不可逆转地、全面地、逐 渐地丧失
7
概述
人体的衰老
生理性衰老
组织器官水平的衰老
胶原分子间形成的连接数目伴随增龄而逐渐增多;
纤维结构变硬，逐渐失去弹性及柔软性;
蛋白聚糖总量逐渐减少、糖链所占比重下降、肽链所 占比重相对增加，导致组织的保水能力及弹性减弱；
妨碍细胞与血管间的物质交换，削弱细胞的正常功能;
4
概述
衰老 (senescence)
生物界生命轨迹的多样性
5
概述
人体的衰老
生理性衰老：生物体自成熟期开始，机体的 形态结构与生理功能随增龄而发生不可逆的 退行性变化，表现出具有遗传性、普遍性、 累积性、持续渐进性和危害性的生命过程
6
概述
人体的衰老
生理性衰老
整体水平的衰老 成熟机体的形态和生理功能随着年龄增加而发生进行
cellular senescence）
复制性细胞衰老（replicative
这种因在细胞分裂过程中反复的DNA复制所造 成的端粒缩短而引发的细胞衰老，称作复制性细 胞衰老 一种有效的抑制肿瘤发生的机制 存在种属特异性
45
第二 节
一、端粒缩短—复制性衰老
端粒：
端粒(telomere)
分裂中期的染色体
31
第一 节
一、衰老细胞形态、结构的变化
(五) 其它变化
脂褐素（lipofuscin）
随年龄增长在各种组织细胞内的含量增加；
主要成分为脂类、蛋白质和抗水解有色物质；
在细胞内堆积引起细胞质结构比例改变； 持续积累影响细胞的代谢
32
第一 节
一、衰老细胞形态、结构的变化
(五) 其它变化
脂褐素（lipofuscin）
细胞衰老
概述
第一节 细胞衰老的特征
第二节 细胞衰老的诱发因素及其作用机制
第三节 细胞衰老的意义 第四节 抗衰老的研究
2
概述
衰老的概念；
生物界衰老的多样性； 人体的衰老；
细胞衰老
3
概述
衰老 (senescence)
又称老化 (aging): 指在正常状况下生物体 自发育成熟后，随着年龄的增加自身机能减 退，内环境稳定能力与应激能力下降，导致 与年龄相关的死亡率的增加和生殖率的下降
P16
P16对G1/S 期过渡的影响
细胞周期检验点
37
P53使DNA受损细胞发生周期阻滞或凋亡
第一 节
二、衰老细胞的主要特征
细胞周期停滞
细胞丧失增殖能力，即发生生长停滞
永久性的生长停滞：受到特定的生理信号刺激时也不 能进行细胞增殖 大多数成纤维细胞停滞在G1期
仍然具有代谢活性
41
第一 节
衰老细胞的特征
42
第二节 细胞衰老的诱发因素及作用机制
端粒缩短或破坏—复制性衰老 应激诱导的早熟性细胞衰老
DNA损伤信号诱导的衰老 活性氧或氧化应激诱导的衰老
癌基因诱导的衰老
p53通路 p16-pRb通路 GATA—NF-κB 通路
43
细胞衰老的分子机制
第二 节
39
第一 节
三、衰老细胞的代谢
secretory phenotype (SASP)
衰老相关的分泌表型 senescence-associated
细胞衰老是细胞应对各种刺激因素产生的一
种应答机制，持久应激的衰老细胞可分泌多
种因子影响其周围的细胞及微环境，在肿瘤 发生、机体老化和组织修复等方面发挥作用
导致高血压、关节硬化、皮肤皱纹等.
8
概述
人体的衰老
病理性衰老：由于疾病或异常因素所导致衰 老的加速，也称异常衰老。
早老症
(progeria)
Werner氏综合征
9
概述
人体的衰老
早老症 (progeria)
常见症状及体征：皮肤菲薄、荨 表静脉显露、眉毛睫毛缺乏、鸟 喙样鼻、扇风耳、唇薄 常有高血脂症、动脉硬化症， 进而引起心、肾、脑病变.
一、端粒缩短—复制性衰老
cellular senescence）
复制性细胞衰老（replicative
人类正常体细胞端粒较短，随着DNA复制，部 分端粒序列丢失、长度缩短，当缩短到一定长度 时，引发DNA损伤应答反应，激活p53通路，导 致持久的细胞周期停滞，进入衰老过程。
44
第二 节
一、端粒缩短—复制性衰老
12
概述
人体的衰老
发生在几乎所有类型的细胞，包括生殖细胞 系和干细胞 不同类型的细胞衰老的特点和结果不同
不再进行分裂增殖的终末分化细胞: 表现为丧失 细胞完全分化所获得的特定功能；
具有分裂增殖能力的细胞: 表现为停止细胞分裂
13
第一节 细胞衰老的特征
细胞衰老的概念 Hayflick界限 衰老细胞的形态、结构的变化
正常的人体细胞在体外培养时，不能无限增 殖，其分裂次数存在一个极限值，此值称为 “Hayflick极限”（Hayflick limit），亦称 为最大分裂次数。 1961年L. Hayflick 体外培养人成纤维细胞 (fibroblasts)时发现此现象
16
第一 节
一、衰老细胞形态、结构的变化
衰老细胞的特征—细胞周期停滞
衰老细胞的代谢
14
第一 节
细胞衰老 (cellular senescence)
是指原来具有分裂能力的细胞逐渐失去分 裂增殖能力，进入持续的、不可逆转的分 裂停滞状态，但仍保持代谢活性的过程。
15
第一 节
Hayflick极限 (Hayflick Limit)
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第一 节
一、衰老细胞形态、结构的变化
(五) 其它变化
蛋白质内稳态丧失
分子伴侣表达失衡，蛋白质折叠和稳定性下降
泛素蛋白酶体系统和自噬-溶酶体系统功能下降，
蛋白降解系统失常，未折叠、错误折叠蛋白大量
聚集
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第一 节
一、衰老细胞形态、结构的变化
(五) 其它变化
蛋白质内稳态丧失
分子伴侣表达失衡，蛋白质折叠和稳定性下 降； 泛素蛋白酶体系统和自噬-溶酶体系统功能 下降，蛋白降解系统失常，未折叠、错误折 叠蛋白大量聚集；
A
A 年轻细胞
B
体外培养的人成纤维细胞 B 衰老细胞
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第一 节
一、衰老细胞形态、结构的变化
(一) 细胞膜系统的改变
衰老细胞膜流动性降低
磷脂含量降低，胆固醇与磷脂的比值上升
卵磷脂和鞘磷脂比例降低
膜蛋白的运动、功能受到限制
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第一 节
一、衰老细胞形态、结构的变化
(二) 细胞器的变化—线粒体：
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第一 节
一、衰老细胞形态、结构的变化
(二) 细胞器的变化—溶酶体
衰老相关β- 半乳糖苷酶(senescenceassociated β galactosidase, SA-β-gal) 酶活性 提高
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第一 节
一、衰老细胞形态、结构的变化
(二) 细胞器的变化—溶酶体
溶酶体内其他蛋白水解酶活性下降 被降解物质沉积在细胞内形成脂褐素