细胞生物学 第十二章 细胞的衰老与死亡

代谢产生的活性氧基团或分子（reactive oxygen species，ROS）引发对细胞质膜、核膜等的氧化损伤， 最终导致细胞衰老。清除ROS，就可以延长寿命。
线粒体损伤
（三）端粒钟学说
端粒是染色体末端的一种特殊结构，由简单的串联重复序列DNA组成。 该学说认为：端粒随细胞的分裂不断缩短；当端粒长度缩短到一定域 值时，细胞就进入衰老过程。
差错学派认为细胞衰老是各种细胞成分在受到内外环境 的损伤作用后，因缺乏完善的修复，使“差错”积累， 导致细胞衰老。
（五） 代谢废物积累学说
指由于细胞功能下降，细胞一方面不能将代谢废物及时排除 胞外，另一方面又不能将其降解与消化，这样代谢物越积越 多，以阻碍细胞的正常生理功能，最终引起细胞衰老。
（六）细胞衰老的相关基因 请关注细胞周期调控相关基因与衰老的关系！
端粒酶：一种核糖核蛋白酶，以自身一段RNA为模板，通过 逆转录酶，转录出一段端粒片段加到染色体的端粒末端， 维持端粒的稳定性。
RNA 端粒酶
（核蛋白酶） 蛋白质
端粒酶维持细胞分裂时染色体端粒长度 端粒酶活性（+）：胚胎细胞、生殖细胞、肿瘤细胞 端粒酶活性（-）：正常组织 端粒长度与衰老相关
（四）“错误成灾”学说
细胞不是不死的，而是有一定的寿命；它们的增 殖能力不是无限的，而是有一定的界限。
动物
小鼠 鸡 龟 人（胚胎成纤维细胞） 人（新生儿成纤维细胞） 人（青年成纤维细胞） 人（成年成纤维细胞）
培养细胞传代
12 25 140 50~60 30~40 20~30 10~30
寿命（年）
3 30 200 100~
人的寿命应该有多长？
哺乳类动物的寿命应该是其生长期的7倍。 人的生长期是最后一颗牙齿长出来的时间(15-25岁)。 因此人的寿命应该为100-175岁，正常应该是120岁。
细胞衰老与机体衰老既有区别又有联系！
二、细胞的寿命和Hayflick限制
1961年，Hayflick和Moorhead提出
Normal cells
Senescence
Proliferation
Apoptosis
Quiescence
Differentiation
Senescence Apoptosis
第十二章 细胞的衰老与死亡
第一节 细胞衰老
一、 细胞衰老与个体衰老的关系
细胞衰老（cell senescence)是指细胞的形态结构、化 学成分和生理功能逐渐衰退，细胞分裂减缓或停止分裂的 的现象。
（二）分子水平的变化
DNA：复制与转录受阻，端粒DNA、mtDNA缺失。DNA氧化、 断裂、缺失和交联，甲基化程度降低。
RNA：含量降低。 蛋白质：含成下降，发生修饰、交联。 酶分子：活性中心被氧化，金属离子丢失，酶分子的二
级结构，溶解度，等电点发生改变，酶失活。 脂类：不饱和脂肪酸被氧化。
细胞内色素或蜡样物质沉积： 如致密体、脂褐素、黄色素等， 它们是由溶酶体或线粒体转化 而来。脂褐素通常产生自发荧 光，它是自由基诱发的脂质过 氧化作用的产物。
膜系统的变化 ：衰老的细胞， 其膜流动性降低、韧性减小； 衰老细胞间间隙连接减少。
四、细胞衰老的机制
（一）遗传决定学说
➢衰老是遗传上的程序化过程，其推动力和决定因素是遗 传的基因组； ➢控制生长发育和衰老的基因都在特定时期有序地开启和 关闭； ➢控制机体衰老的基因或许就是”衰老基因“或称为细胞 停止分裂基因。
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； 早衰症患者有明显的家族性，
早衰症
Hutchinson-Gilford syndrome
（二）自由基学说
自由基是高活性分子(通常由氧产生)，也其外围常有不 配对的电子。这种状态的分子遇到任何化合物倾向破坏 性的氧化。细胞中许多自由基是由线粒体制造出来的。
——细胞的增殖能力与供体年龄有关； ——与增值能与分化程度相关。
三、细胞衰老的特征
（一）形态变化
核 染色质 质膜 细胞质 线粒体 高尔基体 尼氏体 包含物 核膜
增大、染色深、核内有包含物 凝聚、固缩、碎裂、溶解 粘度增加、流动性降低 色素积聚、空泡形成 数目减少、体积增大 碎裂 消失 糖原减少、脂肪积聚 内陷
Dolly： ”披着小羊皮的老羊”
端粒（telomere) 是存在于真核细胞线状染色体末端的一小段DNA-蛋白质
复合体，它与端粒结合蛋白一起构成了特殊的“帽子”结构，作用是保持染色 体的完整性。 。 •端粒DNA是由简单的DNA高度重复序列组成 人类端粒序列为（TTAGGG)n n=250-1500 •端粒长度取决于端粒酶的活性。