《细胞的程序化死亡》PPT课件

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12.1.1 衰老细胞的特征
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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。
Chapter 12
Cellular aging and programmed cell death
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12.1 Cellular aging
Hayflick limitation 1961年，Hayflick 首次报道了体外培养的人成纤维 细胞(human fibroblast)具有增殖分裂的极限。他利 用来自胚胎和成体的成纤维细胞进行体外培养，发现 胚胎的成纤维细胞分裂传代50次后开始衰退和死亡， 而来自成年组织的成纤维细胞只能培养15～30代就开 始死亡。
。
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体外培养人的成纤维细胞，在体外分裂次数有限， 证明细胞不是不死的
将老年的人的成纤维细胞与年轻的人的成纤维细胞 同时培养，年轻状态的细胞在体外分裂次数更多， 说明衰老与供体细胞的年纪有关
老年的人的成纤维细胞与年轻的人的成纤维细胞进 行混合和单独培养比较实验，发现二者的分裂次数 没有变化，说明与培养的环境无关
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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。
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梯状；
• ⑥凋亡通常是生理性变化，而细胞坏死是病理性 变化。
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12. 2.2 Necrosis and apoptosis
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PCD
PCD
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Necrosis
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apoptosis
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Biology and chemical character
DNA LADDER
180～200bp
转谷氨酰胺酶 tTG （tissue Transglutaminase） increase
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细胞凋亡和细胞坏死的区别
区别点 细胞凋亡
细胞坏死
起因
生理或病理性
病理性变化或剧烈损伤
范围
单个散在细胞
大片组织或成群细胞
细胞膜 保持完整，一直到形成 破损 凋亡小体
染色质 凝聚在核膜下呈半月状 呈絮状
细胞器 无明显变化
肿胀、内质网崩解
细胞体积 固缩变小
肿胀变大
凋亡小体 有，被邻近细胞或巨噬 无，细胞自溶，残余碎片被巨
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4: Caspase activity Western blot
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5: Flow cytometric analysis
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12.2.4 Unravel mechanism of apoptosis
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12. 2.4.1 CED3/CASPASES
Caspases: (cysteine asparic acic specific protease)
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2002年诺贝尔生理学或医学奖 英国科学家悉尼·布伦纳（Sydney Brenner） 英国科学家约翰·苏尔斯顿（John E. Sulston ）
美国科学家罗伯特·霍维茨（H. Robert Horvitz）
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◆2002年的诺贝尔生理学和医学奖授予了在器官发 育和程序性细胞死亡研究领域中做出奠基性贡献 的3位科学家:
Caspases 高度选择切割蛋白质，发生在少数结构域区域， 活化或者失活但不降解蛋白质
wenku.baidu.com
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Caspases2，8，9，10；take part in start PCD
Caspases
Caspases3，6，7；take part in perform PCD
利用细胞杂交的方法确定引起衰老的真正原因。年 轻的胞质体与年老的完整细胞融合，杂种细胞不能 分裂；年老的胞质体与年轻的完整细胞融合，杂种 细胞分裂能力与年轻相同，证明细胞核是导致衰老 的真正原因
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Human fibroblast cultured in vitro
YONG
OLD
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早老症儿童与正常儿童的比较
细胞吞噬
噬细胞吞噬
基因组 有控降解，电泳图谱呈 随机降解，电泳图谱呈涂抹状
DNA
梯状
蛋白质合 有
无
成
调节过程 受基因调控
被动进行
炎症反应 无，不释放细胞内容物 有，释放内容物。
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PCD regulate nerve cell number
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1:形态学
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2:电泳方法
彗星电泳
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3:DNA TUNEL
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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；
– 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%。
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自由基攻击细胞的证据
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12.2 PCD (program cell death)
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12.2.1 Introduction
Necrosis
Death
ＰＣＤ :apoptosis 细胞坏死 • 是细胞受到急性强力伤害时立即出现的反应。• 早 期表现为细胞膜破坏，线粒体肿胀• 继而溶酶体破裂, 细胞内容物流出, 引起炎症。
●英国的Brenner、Sulston和美国的Horvitz
●他们创造性地用线虫作为实验模型,实现了对器官 发育过程中细胞分裂、分化的原位观察,完成了细 胞图谱的绘制,
●在此基础上发现并研究了调控器官发育程序性细胞 死亡的关键基因及其功能并进一步在高等哺乳动 物中发现了相关功能基因。
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Kerr（ 1972）最先提出，与细胞坏死的区别是： • ①细胞通过出芽的方式形成许多凋亡小体； • ②凋亡小体内有结构完整的细胞器； • ③不引起炎症； • ④线粒体无明显形态变化，溶酶体活性不增加； • ⑤内切酶活化，DNA有控降解，凝胶电泳图谱呈