衰老的分子生物学
十九世纪以来科学家对人类衰老成因的11种理论学说
⼗九世纪以来科学家对⼈类衰⽼成因的11种理论学说早在古希腊，希波克拉底对衰⽼问题就作过研究。
⾃⼗九世纪以来，⾄今已有数以百计的学说，但衰⽼之谜⾄今仍未完全解开。
近年来，随着科学技术的发展，尤其是免疫学、分⼦⽣物学、蛋⽩质化学的飞速发展及其测试⼿段的现代化，使抗衰⽼有关学说探讨进⼊⼀个新的阶段，提出很多理论学说，下⾯仅例举其中主要11种。
1、中枢神经系统功能减退学说 ⼈的⼤脑⼤约有140亿个神经元，从出⽣直到18岁左右，脑细胞的数量变化不⼤，但从成年起，脑细胞由于退化⽽逐渐死亡。
到60岁左右将失去⼀半。
同时，运动神经的传导速度和感觉神经的传导速度也都随年龄增加⽽降低，开始影响智⼒和体内环境的平衡。
所有⽣理系统都显⽰与年龄有关的改变，但中枢神经系统的改变在衰⽼的⾏为⽅⾯和其他⼏种功能改变⽅⾯起主要作⽤。
现已知其中许多功能受下丘脑——垂体系统调节。
2、⾃⾝免疫学说 ⾃⾝免疫学说从细胞间、脏器和个体⽔平解释衰⽼原因。
⼤量资料证实以下两点：①⽼年期正常免疫潜能减少；②⾃⾝免疫活动增加。
沃尔弗德等⼈1962年根据衰⽼过程中发⽣变异细胞能激发免疫反应，⼜能使机体的实质细胞发⽣损害，提出了⾃⾝免疫学说，并以此解释衰⽼。
在正常情况下，机体的免疫系统不会与⾃⾝的组织成分发⽣免疫反应，但机体在许多有害因素（如病毒感染、药物、辐射等）影响下，免疫系统把某些⾃⾝组织当作抗原⽽发⽣免疫反应。
这种现象对正常机体内的细胞、组织和器官产⽣许多有害的影响，使机体产⽣⾃⾝免疫性疾病，从⽽加速机体的衰⽼。
3、⾃⾝中毒学说 这个学说认为，衰⽼是由于各种代谢产物在体内不断积聚，导致细胞中毒死亡造成的。
⼈体肠道中寄居着⼤量的细菌，尤其是⼤肠菌类更多，这些细菌在肠道中通过分解发酵作⽤，可以产⽣⼤量毒素，这些毒素对于分化最明显，结枸较复杂的细胞和器官危害最⼤，最后因⾃⾝中毒⽽死亡。
4、⾃由基学说 这个学说认为，⽣命活动过程中必然会产⽣⼀些⾃由基，并与体内某些成分发⽣反应，对机体造成损害，引起⼈体衰⽼。
分子生物学中的细胞衰老机制
分子生物学中的细胞衰老机制细胞衰老是生物体不可避免的一个过程，它是导致人体老化和疾病发生的重要原因之一。
在分子生物学领域，科学家们对细胞衰老机制进行了深入的研究，揭示了其中的一些重要的分子机制。
一、端粒缩短在细胞的染色体末端存在一段特殊的DNA序列，称为端粒。
端粒的主要功能是保护染色体免受损伤和稳定染色体的结构。
然而，每次细胞分裂时，端粒都会因为DNA复制的限制而缩短一段。
当端粒缩短到一定程度时，细胞就会进入衰老状态。
这是因为端粒缩短会导致染色体不稳定，进而引发DNA损伤和染色体异常，最终导致细胞功能的下降和衰老的发生。
二、氧化应激氧化应激是指细胞内氧自由基和其他氧化物质的积累超过细胞自身抗氧化能力的情况。
氧自由基是一种高度活跃的分子，它们可以与细胞内的DNA、蛋白质和脂质等分子结合，引发氧化反应，导致细胞损伤和衰老。
此外，氧化应激还会激活一系列的信号通路，如NF-κB和p53等，进一步促进细胞衰老的发生。
三、DNA损伤DNA是细胞内的遗传物质，它的稳定性对于细胞的正常功能至关重要。
然而，细胞在生命周期中会遭受各种各样的DNA损伤，如紫外线辐射、化学物质暴露等。
当DNA损伤超过细胞修复能力时，细胞就会进入衰老状态。
DNA损伤会引发细胞周期的紊乱、基因突变和染色体畸变等，进而导致细胞功能的下降和衰老的发生。
四、染色质重塑染色质是细胞内染色体的结构形态，它的稳定性对于细胞功能的维持至关重要。
然而，随着细胞衰老的发生，染色质的结构会发生重塑。
研究发现，衰老细胞中的染色质会出现明显的变化，如染色质的紧密度增加、染色体结构的改变等。
这些染色质的重塑会导致基因的表达异常和染色体功能的丧失，最终导致细胞衰老的发生。
综上所述，分子生物学中的细胞衰老机制是一个复杂的过程，涉及到多个分子机制的相互作用。
端粒缩短、氧化应激、DNA损伤和染色质重塑等因素都是细胞衰老的重要机制。
深入理解这些机制有助于我们更好地认识细胞衰老的发生和发展，为延缓衰老和预防相关疾病提供理论基础和科学依据。
抗衰老研究的进展
抗衰老研究的进展随着人类寿命的延长，人们对抗衰老的需求也越来越高。
在过去几十年中，抗衰老研究取得了很大的进展。
目前，抗衰老研究主要集中在分子生物学、基因学、细胞生物学和生物化学等领域。
抗衰老研究中的分子生物学分子生物学是研究生物分子和分子作用机制的科学。
在抗衰老研究中，分子生物学主要涉及到两个领域：氧化应激和DNA修复。
氧化应激和氧化损伤氧化应激是细胞内发生的一种化学反应，会产生自由基。
自由基是一种具有高活性的分子，可以攻击细胞膜和DNA，导致细胞损伤和死亡。
此外，自由基还会导致蛋白质和酶的活性降低。
为了防止氧化应激对细胞产生的影响，人体内需要一种叫做抗氧化剂的物质。
抗氧化剂可以抵消自由基，并减少氧化应激对细胞的损伤。
近年来，科学家们研究了许多特殊的抗氧化剂，并发现它们可以抗衰老。
DNA修复DNA是细胞中存储遗传信息的大分子。
DNA被紫外线、化学物质和其他因素损伤时，需要一个复杂的修复机制。
DNA修复机制可以保证细胞在复制时正确拷贝DNA，并减少DNA突变的风险。
一旦DNA损伤过多，会导致细胞变异和死亡。
人体内有多种DNA修复机制，其中最为重要的是核苷酸外切修复（NER）和同源重组修复（HR）。
近年来，科学家们发现一种叫做CRISPR-Cas9的新技术，可以用来修改DNA，这为未来的抗衰老研究提供了新的机会。
抗衰老研究中的基因学基因学是研究基因和基因作用机制的科学。
在抗衰老研究中，科学家们主要关注两个方面的基因：长寿基因和突变基因。
长寿基因长寿基因是指可以延长生物寿命的基因。
在动物研究中，科学家们发现，一些基因可以通过调节代谢、增强细胞凋亡、改善免疫功能等方式来延长寿命。
例如，某些动物只有在受到经过良好控制的限制性饮食时才能活得更久。
突变基因突变基因是指基因中发生的变异，可以导致一些疾病和/或早衰。
例如，人类基因中的几乎每个部分都由一些特定的基因组成，而这些基因中的一个稍有问题就会导致肌肉萎缩、神经退化和疼痛。
衰老学说
衰老学说衰老学说有人认为老年病正是衰老的原因；另有人反对说，老年病恰是衰老的结果。
那么，究竟衰老的本质是什么呢。
（一）氧自由基学说。
这是世界上公认的主要衰老学说之一。
它认为机体的细胞在氧化、代谢过程中，或受射线照射，服用化学药剂后，都使体内积累大量有害的自由基，这种自由基可是生物膜中多元不饱和脂肪酸发生过氧化作用，最终导致蛋白质交联物渐渐增多，导致细胞功能积累性退化衰老。
自由基是使人衰老的罪魁祸首，所以设法消除这种自由基病便可延长人的寿命。
美国路易斯维尔大学的生化专家即从植物中提取了一种能消除动物体内自由基的物质，用它喂蚊子，使其寿命从29天延长到45天。
一旦能找到适合人服用的这类物质，人的寿命可望大大提高。
（二）细胞突变说。
认为细胞分裂次数与寿命成正比。
衰老即是由于细胞受损而产生突变。
，从而使细胞本身及下一代细胞异常，生理功能下降，分裂次数降低。
在实验中，人体细胞只能分裂50次，然后就土崩瓦解；但是在低温下，细胞分裂速度可变慢，这是延长寿命的方法之。
与此相似的是生物钟学说，认为人的细胞分裂次数50次是生物钟决定的。
例如寿命为30年的鸡，细胞分裂25次；寿命为3年的小白鼠，只分裂12次。
有人提出一个推断：人的体温若降低2摄氏度，寿命可延长到200岁，若降低4摄氏度，可活700岁，且生命质量不变。
又有人认为合理有益的饥饿，可大大提高人的寿命，这都是减缓细胞分裂速度的原理使然。
程序衰老学说认为，人和动物的神经寿命是有特定的遗传程序决定的，不可更改，因此，人的衰老成为必然，这个学说也可以叫做遗传衰老学学说。
（三）免疫功能退化学说。
这是为许多人接受的一种衰老学说，也是一个主要的衰老学说。
它认为人的免疫功能在中老年后，随着年龄的增长而退化，而人类是处于外部病菌、病毒、内部异常细胞、毒素的包围之中，岁时又受侵害的可能，免疫功能降低就是致病且不易治愈，这就使器官、组织受损或致死。
有人把幼儿内分泌腺诸如老人体内能，借此增加老人的米纳一功能，但尚未得到广泛临床应用。
衰老分子生物学研究进展
来 ， 们 一直 在探 索 健 康 长 寿 的奥 秘 ， 人 充满 对 青 春 长 驻 、 延年 益 寿的向往。 老 的机制十分 复杂 ， 衰 目前 尚不 能 用 一 种 理 论 来 解 释 。 文 就 现 代 衰 老 理 论 分 子 生 物 学 进 展 中最 具 有 代 表 本
性理论综述如下。
摘 要 ： 老是 人 生命 过 程 的 必 然规 律 ， 着人 类迈 进 ２ 世 纪 ， 口老 龄 化 问题 己被 国 际社 会 普 遍 关 注 和 重 视 ， 文 综 述 了 衰 随 １ 人 本
现 代 衰 老 分 子 生 物 学 进 展 中的 交联 学说 、 误 成 灾 学 说 、 差 生物 钟 学说 、 因调 节 学 说 、 余 信 息 学说 、 基 剩 转座 因子 假 说 和 端 粒 学
ｌ 交联 学 说
２ 差 误 成 灾学 说
差误 成 灾 学说 认 为 在 Ｄ ＮＡ 复 制 ， 录和 翻译 中 发 生 误 转 差 ， 种 误 差 可 以不 断 扩 大 ， 成 细 胞 衰 老 、 亡 ＤＮ 转 这 造 死 如 Ａ 录 ｍＲ ＮＡ 的过 程 发 生 微 小 的 差 异 ， 有 该 微 小 差 异 的 ｍＲ 带 — Ｎ 会 翻译 出进 一步 偏 离 的蛋 白质 ， 蛋 白质 如 果 属 于 Ｄ Ａ Ａ 该 Ｎ 聚合 酶 会 合 成 差 异 程 度 更 大 的 Ｄ ＮＡ， 样 的 差 错 经 过 每 一 这
该 学 说 由 Ｂ ｏｋ ｔｎ予 １ ６ 年 提 出 的 ， 经 Ｖｅｚｒ加 以 ｊｒ ｓ ｅ ３ ９ 后 ｒ ａ
发 展 。 主 要 论 点 是 ： 体 中蛋 白质 ． 酸 等 大 分 子 可 以 通 过 其 机 核 共 价 交 叉 结 合 ， 成 巨 大 分 。 些 巨 大 分 子 难 以酶 解 ， 积 形 这 堆
浅议衰老的机理的现代医学和中医学研究
浅议衰老的机理的现代医学和中医学研究前言随着社会的不断发展，人们对生命和健康越来越关注。
而随着年龄的增长，每个人都难免要经历衰老的过程。
衰老所带来的疾病和健康问题已成为人们所担心的问题之一。
因此，了解衰老的机理对于保持健康和延缓衰老进程非常重要。
在本文中，我们将浅议衰老的机理，并从现代医学和中医学的角度进行探讨。
现代医学对衰老的机理的研究由于人的生物学过程非常复杂，衰老的机理也是一个广泛而复杂的研究领域。
现代医学研究指出，衰老的机理主要由以下四个方面组成：1. 基因因素关于衰老的基因学研究是细胞生物学和分子生物学领域的重要研究方向，研究结果表明，DNA的损伤和损失是导致衰老的主要原因之一。
当DNA分子遭遇外部刺激时，可导致基因信息的突变或失效。
当我们年龄增长时，我们的细胞和组织细胞的DNA开始变得更加容易受到损伤。
这些损伤会积累并导致更多的变异、失效、损坏甚至死亡。
2. 细胞因素人体的细胞组织随着时间的流逝也可能会受到某些物理或化学作用的影响，失去与时俱进的能力。
在细胞合成过程中，发生非正常的化学反应通常会产生自由基。
自由基可以损害细胞，并加速细胞因年龄而变得更加容易受到损害的过程。
此外，有研究表明细胞外液内的环境变化，细胞功能与干细胞功能的衰退，也是衰老过程进行的主要原因之一。
3. 内分泌系统因素内分泌系统控制体内激素的分泌，而激素的分泌与我们的年龄息息相关。
当人们的内分泌系统出现问题时，往往会导致身体内的激素水平失衡，这将进一步加速衰老的过程。
例如，随着年龄的增长，女性体内雌激素的分泌会逐渐减少，这会导致骨质疏松症等疾病的发生。
4. 环境影响尽管身体内的生物根源是导致衰老的主要原因，但环境工作场所、空气污染、食品污染、压力和食物、药物和饮水也会导致身体过早衰老。
这些因素可能会加速细胞和组织受损，从而导致我们的身体无法正常运作。
中医学对衰老的机理的研究中医学对衰老的研究主要源自于中医理论的阴阳学说，五行学说，经络学说等。
分子生物学zuq题库
问答题：1 衰老与基因的结构与功能的变化有关,涉及到：1生长停滞；2端粒缩短现象；3DNA损伤的累积与修复能力减退；4基因调控能力减退.2 超螺旋的生物学意义：1超螺旋的DNA比松驰型DNA更紧密,使DNA分子体积变得更小,对其在细胞的包装过程更为有利；2超螺旋能影响双螺旋的解链程序,因而影响DNA分子与其它分子如酶、蛋白质之间的相互作用.3 原核与真核生物学mRNA的区别：原核：1往往是多顺反子的,即每分子mRNA带有几种蛋白质的遗传信息来自几个结构基因.25端无帽子结构,3端一般无多聚A尾巴.3一般没有修饰碱基,即这类mRNA分子链完全不被修饰.真核：15端有帽子结构23端绝大多数均带有多聚腺苷酸尾巴,其长度为20-200个腺苷酸.3分子中可能有修饰碱基,主要有甲基化,4分子中有编码区与非编码区.4 tRNA的共同特征：单链小分子,含73-93个核苷酸.2含有很多稀有碱基或修饰碱基.35端总是磷酸化,5末端核苷酸往往是pG.43端是CPCPAOH序列.5分子中约半数的碱基通过链内碱基配对互相结合,开成双螺旋,从而构成其二级结构,开头类似三叶草.6三级结构是倒L型.5 核酶分类：1异体催化的剪切型,如RNaseP；2自体催化的剪切型,如植物类病毒等；3内含子的自我剪接型,如四膜虫大核26SrRNA前体.6 hnRNA变成有活性的成熟的mRNA的加工过程：15端加帽；23端加尾3内含子的切除和外显子的拼接；4分子内部的甲基化修饰作用,5核苷酸序列的编辑作用.7 反义RNA及其功能：碱基序列正好与有意义mRNA互补的RNA称为反意义或反义RNA,又称调节RNA,这类RNA是单链RNA,可与mRNA配对结合形成双链,最终抑制mRNA作为模板进行翻译.这是其主要调控功能,还可作为DNA复制的抑制因子,与引物RNA互补结合抑制DNA的复制,以及在转录水平上与mRNA5末端互补,阻止RNA合成转录.8 病毒基因组分型：1双链DNA2单链正股DNA3双链RNA4单链负股RNA5单链正股RNA9 病毒基因组结构与功能的特点：1不同病毒基因组大小相差较大；2不同病毒的基因组可以是不同结构的核酸.3病毒基因组有连续的也有不连续的；4病毒基因组的编码序列大于90%；5单倍体基因组,6基因有连续的和间断的,7相关基因丛集；8基因重叠9病毒基因组含有不规则结构基因,主要类型有：a几个结构基因的编码区无间隔；bmRNA没有5端的帽结构；c结构基因本身没有翻译起始序列.10 原核生物基因组的结构的功能特点：1基因组通常仅由一条环状双链DNA分子组成.2基因组中只有1个复制起点.3具有操纵子结构.4编码顺序一般不会重叠.5基因是连续的,无内含子,因此转录后不需要剪切.6编码区在基因组中所占的比例约占50%远远大于真核基因组,但又远远小于病毒基因组.7基因组中重复序列很少8具有编码同工酶的基因.9细菌基因组中存在着可移动的DNA序列,包括插入序列和转座子.10在DNA分子中具有多种功能的识别区域.11真核生物基因组结构与功能的特点：1每一种真核生物都有一定的染色体数目,除了配子为单倍体外,体细胞一般为双倍体.2真核基因组远远大于原核生物的基因组,结构复杂,基因数庞大.3都由一个结构基因与相关的调控区组成,转录产物为单顺反子.4含有大量重复顺序.5基因组内非编码的顺序占90%以上.6真核基因是断裂基因,7功能相关的基因构成各种基因家族,它们可串联在一起,亦可相距很远,但即使串联在一起的成簇的基因也是分别转录的.8真核生物基因组中也存在一些可移动的遗传因素,这些DNA顺序并无明显生物学功能,似乎为自己的目的而组织,故有自私DNA之称.12 根据同源性程度,主要分五种类型：1核酸序列相同,实际上是多拷贝基因；2核酸序列高度同源,如人类生长激素基因家族；3编码产物具有同源功能区；4编码产物具有小段保守基序；5基因超家族.13 DNA复制的基本过程：1DNA双链解开；2RNA引物的合成；3DNA链的延长；4切除引物、填补缺口、连接相邻DNA片段；5切除和修复错配碱基.14 DＮＡ的损伤方式：１转换：由一种嘧啶变成另一种嘧啶,或种嘌呤变成另一种嘌呤；２颠换：嘧呤与嘌呤互换.转换和颠换只引起ＤＮＡ局部的改变,而ＤＮＡ其它部分的结构不受影响,故称为点突变.３丢失或插入一个或一段核苷酸,可能使下游ＤＮＡ的编码发生改变,此称为移码突变４链内或链间发生共价连结.１５ＤＮＡ损伤的修复：１光修复２切除修复３重组修复４ＳＯＳ修复１６切除修复的机制：通过一种特殊的内切核酸酶将ＤＮＡ分子中的损伤部分切除,同时以另一条完整的ＤＮＡ链为模板,由ＤＮＡ聚合酶Ｉ催化填补被切除部分的空隙,再由ＤＮＡ连接酶封口,使ＤＮＡ恢复正常的结构.１７大肠杆菌的一种需糖基化酶的切除修复过程：１ＤＮＡ糖基化酶识别受损的或错误的碱基,水解糖苷键,释出游离碱基,在ＤＮＡ单链上形成无嘌呤或嘧啶的空位,称为ＡＰ部位；２特异的ＡＰ内切核酸酶在ＡＰ部位切开磷酸二酯键,再由外切核酸酶切下ＡＰ部位的核苷酸；３ＤＮＡ聚合酶Ｉ修补缺口；４ＤＮＡ连接酶封口,完成修复过程.１８逆转录酶功能：１具有ＲＮＡ指导的ＤＮＡ聚合酶活性,能和其它ＤＮＡ聚合酶一样沿５－３方向合成ＤＮＡ,并需要引物提供３－ＯＨ；２具有ＲＮＡ酶Ｈ活性,能特异性水解ＲＮＡ－ＤＮＡ杂交体上的ＲＮＡ；３具有ＤＮＡ指导的ＤＮＡ聚合酶活性,以逆转录合成的单链ＤＮＡ为模板合成互补ＤＮＡ链.１９遗传密码的特点：１起始密码子和终止密码子；２方向性：５－３；３连续性４简并性；５通用性６摆动性.２０常见的摆动现象１反密码子的第一位常出现稀有碱基次黄嘌呤,它可以与密码子的第三位的Ａ、Ｃ或Ｕ配对；２反密码子中的Ｕ可以与密码子中的Ａ或Ｇ配对；３反密码子中的Ｃ可以与密码子中的C、G或U配对.21 核糖体在蛋白质生物合成中的作用：1容纳mRNA的通道,2能够结合起始因子,延长因子及终止因子等参与蛋白质生物合成的因子；3具有结合氨酰-tRNA的部位A位或P位；4具有转达肽酶活性,催化肽键形成；5大亚基上具有延长因子依赖的GTP酶活性,它可能为肽提供能量.22 严谨反应机制：在氨基酸缺乏时,游离核糖体与空载的tRNA增加,在ATP 存在下,产生pppGpp鸟苷-5-磷酸和ppGpp鸟苷-4-磷酸.后者与RNA聚合酶形成ppGpp-RNA聚合酶复合物,进而使RNA聚合酶构象改变,活性降低,rRNA和rRNA合成减少或停止.22 葡萄糖效应及机制：细菌通常优先以葡萄糖作为能源,当培养环境中有葡萄糖时,即使加入乳糖、阿拉伯糖等其它糖,细菌也不利用这些糖,不产生代谢这些糖的酶,直到葡萄糖消耗完毕,代谢其它糖的酶才会根据相应的糖是否存在而被诱导产生,这种现象称为——这是由于葡萄糖代谢产物能抑制细胞腺苷酸环化酶和激活磷酸二酯酶的活性,结果使细胞人cAMP水平降低.当葡萄糖耗尽时,细胞内cAMP水平升高,即可通过CAP调控其它操纵子的表达.23真核生物基因表达在DNA水平的调控方式：1染色质丢失2基因扩增3基因重排4DNA甲基化5染色质结构对基因表达的调控作用.24 反式因子的主要特点：1一般具有三个功能结构域：DNA识别结合域、转录活性域、结合其它蛋白的结合域.这些功能区含有几十到几百个氨基酸残基2能识别并结合上游调控区中的顺式作用元件.3对基因表达有正性和负性调控作用,即渡海和阻遏基因的表达.25反式作用因子的激活方式及作用方式：激活方式1表达式调节；2共价修饰；3配体结合4蛋白质与蛋白质相互作用.作用方式1成环2扭曲3滑动4Oozing.26 mRNA的选择剪接方式：1外显子选择2内含子选择3互斥外显子4内部剪接位点.27 细胞通讯方式：1细胞间隙连接2膜表面分子接触通讯3化学信号通讯.28 受体发挥其识别和信号转换作用时特点：1高度特异性2高亲和力3可饱合性4可逆性.29MAPK作为细胞内的的关键信号转导分子,如何发挥作用：MAPK由其上游分子MAPKK和MAPKKK通过逐级磷酸化反应而激活.细胞受到生长因子或其它因素刺激后,MAPKK可将AMPK的一个Thr磷酸化,从而使MAPK转变为有活性状态.具体表现为各自的逐级磷酸化,MAPK被激活以后,可转移至细胞核内.在核内,它可使一些转录因子发生磷酸化,从而改变细胞内基因表达的状态.另外,它也可以使一些其它的酶发生磷酸化使之活性发生改变.30 细胞转导信号的基本路线和方式可以表示为：小分子信使浓度或分布变化外源信号—受体—大分子信使化学修饰效应分子构象变化—细胞应答反应蛋白质相互作用31G蛋白偶联受体的信号传递的基本过程包括：1配体与受体结合；2受体激活G蛋白3G蛋白激活或抑抑细胞中的效应分子；4效应分子改变细胞内小分子信使的含量与分布；5细胞内小分子信使作用于相应的靶分子,使之构象改变,从而改变细胞的代谢过程及基因表达等功能.32 G蛋白的循环或活化过程：当物理或化学信号刺激受体时,受体活化,与G蛋白结合并使之发生构象改变.A亚基与GDP的亲和力下降,结合的GDP为GTP所取代.A亚基结合了GTP 后即与BR亚基发生解离,成为活化状态的A亚基.活化了的A亚基此时可以作用于下游的各种效应分子.这种活化状态将一直持续到GTP被A亚基自身具有的GTP酶水解为GDP.33 小分子细胞内信使一般具有的三个特点：1不位于能量代谢途径的中心；2在细胞中的浓度或分布可以迅速地改变；3作为变构效应剂作用于相应的靶分子,已知的靶分子主要为各种蛋白激酶.34 表皮生长因子受体EGFR介导的信号转导途径EGFR——Ras——MAPK1受体二聚体的形成及其磷酸化；2募集接头蛋白Grb2：3调控分子SOS 的活化4低分子量G蛋白Ras的活化；5MAPK的级联激活；6转录因子的磷酸化及其转录调控作用.35 r——干扰素受体介导的细胞转导途径：r-干扰素与受体结合以后.也可以导致受体二聚体化,二聚体化的体可以激活JAL-STAT系统,后者将干扰素刺激信号传入核内.JAK为一种存在于胞浆中的蛋白酪氨酸激酶,它活化后可使干扰素受体磷酸化.STAT可以通过其SH2结构域识别磷酸化的受体并与之结合,然后STAT分子亦发生酪氨酸的磷酸化,酪氨酸磷酸化的STAT形成二聚体并进入胞核.二聚体STAT分子作为有活性的转录因子,影响相关基因的表达,进而改变靶细胞的增殖与分化.36 Klenow片段的用途：1补齐双链DNA的3末端；2通过补齐3端使3末端标记；3在cDNA克隆中,第二股链的合成.4DNA序列分析.37 几种常见修饰酶：1DNA聚合酶I：这个酶除有聚合酶活性外,尚有3-5及5-3核酸外切酶活性.由于它具有5-3核酸外切酶活性,当用缺口平移法标记DNA探针时,常用DNA聚合酶I.2逆转录酶：逆转录酶以RNA为模板合成DAN,合成时需要4种脱氧核苷酸及引物,合成方向为5-3延伸,无3-5外切酶活性.广泛用于mRNA为模板合成cDNA,构建cDNA文库.3T4DNA连接酶：催化双链DNA一端3-OH与另一双链DNA的5端磷酸根形成3、5-磷酸二酯键,使具有相同粘性末端或平端的DNA末端连接起来.4碱性磷酸酶：去除DNA或RNA 5 端的磷酸根,制备载体时,用碱性磷酸酶处理后,可防止载体自身连接,提高重组效率.5末端脱氧核苷酰转移酶：TdT：将脱氧核苷酸加到DNA的3-OH上,主要用于探针标记；或者在载体和待克隆的片段上形成同聚物尾,以便于进行连接.6TaqDNA聚合酶和其它耐热DNA聚合酶.38 作为克隆载体的质粒具备以下特点：1分子量相对较小,能在细菌内稳定存在,有较高的拷贝数.2具有一个以上的遗传标志,便于对宿主细胞进行选择,3具有多个限制酶的单一切点,称为多克隆位点MCS.39 粘性质粒的特点：1含有质粒的抗药性标记2带有入噬菌体的粘性末端cos区；3具有一个或多个限制酶的酶切位点；4其本身分子量小,容纳40kb 左右的DNA片段；5由于非重组粘性质粒很小,不能在体外包装,因而体外包装的主要是重组体,有利于以后的筛选.40 M31噬菌体的优点：1噬菌体颗粒中所含有的是单链DNA,该单链DNA可作为模板用于DNA序列分析；2利用单链M13克隆可制备成单链DNA探针用于杂交分析,检测DNA或RNA,或者作为基因定点诱变的载体.41大肠杆菌与哺乳动物表达载体的不同：大肠杆菌：含有复制位点、抗性基因、克隆位点,可导入大肠杆菌,与克隆载体一样,表达载体中含有表达系统元件,即启动子-核糖体结合位点-克隆位点-转录终止信号.哺乳动物：真核表达载体中含有一套真核表达元件：；启动子/增强子-克隆位点-终止信号和加polyA信号.42 重组DNA的目的和基本过程：目的：1克隆某个特定的基因；2建立基因组文库、cDNA文库,3将特定的基因片段进行亚克隆以进行DNA序列测定；4构建表达载体以便在特定的宿主细胞中表达某个基因.过程：1制备目的基因和相关载体2将目的基因和有关载体进行连接3将重组的DNA导入受体细胞4DNA重组体的筛选和鉴定5DNA重组体的扩增、表达和其它研究.43 cＤＮＡ的合成过程：先从细胞中提取高质量的mＲＮＡ.因mＲＮA有polyA尾巴,可用12~18寡聚dT片段作为引物,加入4种dNTP,AMV或MMLV逆转录酶催化第一股链的合成.然后用RNaseH去掉mRNA,剩下的单链DNA的3端往往有自发回折原因不明形成的发夹结构,正好可以作为合成第二条DNA链的引物；由T4DNA 聚合酶催化第二股链的合成,即得到双链cDNA的混合体,采用S1核酸酶处理,可得到平端的双链cDNA.44 目的基因的筛选与鉴定：首先筛选出转化菌；然后筛选出带有重组体的克隆；最后是对DNA重组体进行鉴定.方法：遗传学方法插入灭活法、a-互补；免疫学方法；核酸杂交法；PCR技术；酶切鉴定.45 真核细胞转染的基本方法：1磷酸钙共沉淀法2电穿孔法3DEAE-葡萄糖法4脂质体介导基因导入5显微注射法46 在大肠杆菌中表达外源基因,主要考虑以下基本要素：1目的基因如果来自真核细胞必须是cDNA,因为大肠杆菌没有剪切内含子的功能.2从真核基因转录的mRNA缺乏结合细菌核糖体的SD序列,因此,cDNA的起始密码子ATG上游部分5端非编码区是无用的,必须除去.3所用表达载体必须是大肠杆菌表达载体.含有大肠杆菌RNA聚合酶所能识别的启动子和SD序列.47 寡核苷酸介导的诱变技术步骤：1将目的DNA片段插入M13噬菌体载体；2以重组噬菌体制备单链DNA；3设计并合成诱变寡核苷酸引物；4诱变寡核苷酸引物与靶单链DNA杂交；5利用Klenow片段在杂交的寡核苷酸上延伸；6用T4DNA 连接酶将新合成的杂合双链DNA连接成双链闭环DNA分子；7转化宿主细菌；8筛选含有诱变DNA片段的重组噬菌体；9以含有诱变DNA的重组噬菌体制备单链DNA；10测序证实M13噬菌体DNA带有目标诱变而无其它诱变.最后从重组M13噬菌体RF型DNA中回收诱变的DNA片段,克隆到其它适当的载体中,对诱变DNA片段进行进一步研究.48 双脱氧链终止法基本原理：和模板互补结合的引物在DNA聚合酶作用下发生互补链的延伸反应,反应体系中的2,3-双脱氧核苷三磷酸ddNTP与底物脱氧核苷三磷酸竞争结合于延伸互补链末端,造成延伸终止.由于产生一系列分别终止于A、G、C、T位置的不同大小的DNA片段,应用高分辨率聚丙烯酰胺凝胶电泳可分辨仅相差一个核苷酸的20-500碱基的DNA片段,结合放射自显影技术,便能直接读出模板DNA的待测序列.双脱氧终止法测定DNA序列的片段通常克隆于M13或质粒pUC载体,利用多克隆位点两侧的通用引物进行测序反应.较长链的待测DNA片段可采用随机法、嵌套缺失法和引物延伸法进行序列测定.Maxam-Gilbert法基本原理：采用化学试剂处理末端放射标记的DNＡ单链片段,造成碱基特异性切割,由此产生一组具不同长度的ＤＮＡ链的反应混合物,经凝胶电泳按分子大小分离和放射自显影,直接读出待测ＤＮＡ的核苷酸顺序.激光测序技术：应用荧光基团标记引物或４种ddＮＴＰ,采用双脱氧链终止法原理进行测序反应,双脱氧核苷酸终止产物经荧光激发产生信号,通过计算机自动读出被测序列.４９温度对ＤＮＡ复性杂交的影响：温度过高不利于核酸复性,而温度过低,少数碱基配对形成的局部双链不易解离,适宜的复性温度是较Ｔm值低２５℃.在０度时杂交进行非常缓慢,随着温度的升高,杂交率也明显增加,当温度比Ｔm值低２０－２５度时,ＤＮＡ－ＤＮＡ杂交达到最高杂交率.但在更高温度情况下,双链分子逐渐趋向解链,当温度达到Ｔm－５度时杂交率即非常低.１错配率第增加１％,Ｔm值应相应下降１０－１５度；２ＲＮＡ／ＤＮＡ杂交体的稳定性较ＤＮＡ／ＤＮＡ的稳定性高,Ｔm值应相应增加１０－１５度；３ＲＮＡ／ＲＮＡ杂交体的Ｔm值应相应增加２０－２５度,因此,采用ＲＮＡ探针时,加入适量的甲酰胺以降低Ｔm值是必需的；４寡核苷酸探针的碱基数很少,可以采用下式计算寡核苷酸探针Ｔm值：Ｔm=4G+C+2A+T；寡核苷酸探针杂交反应一般在低于Ｔm值５度下进行.５０常用的Ｓouthern转膜方法：１毛细管虹吸印迹法：２电转印法３真空转移法５１Ｓouthern\Northern印迹法区别：１靶核酸：Ｎ所检测的靶核酸是ＲＮＡ,Ｓ是ＤＮＡ２ＲＮＡ电泳：ＲＮＡ样品依其分子量大小在变性胶中进行分离,凝胶中需加入变性剂,防止ＲＮＡ分子形成二级结构,维持其单链线性状态.３转膜：电泳结束后,不需要再进行变性和中和,直接采用毛细管虹吸法将胶中的ＲＮＡ转移到膜上,也可采用电转移或真空转移法.５２核酸原位杂交步骤：１组织或细胞的固定２组织细胞杂交前的预处理３探针的选择和标记４杂交５杂交结果检测.５３ＲＮＡ酶保护分析法ＲＰＡ基本程序步骤：１制备待测ＲＮＡ２ＲＮＡ探针的标记３杂交４除去单链ＲＮＡ５电泳分析５４探针及标记物的种类：探针１cＤＮＡ探针２基因组ＤＮＡ探针３寡核苷酸探针４ＲＮＡ探针. 标记物：１核素标记物２非核素标记物：半抗原、配体、荧光素、化学发光探针.５５核酸体外标记法分为化学法和酶法：１化学法：利用标记物分子上的活性基团与探针分子上的基团如磷酸基团发生的化学反应将标记物直接结合到探针分子上.２酶法酶促标记法：将标记物预先标记在核酸苷酸ＮＴＰ或dＮＴＰ分子上,然后利用酶促反应将标记的核苷酸分子掺入到探针分子中去,或将核苷酸分子上的标记基团交换到探针分子上.５６酶促标记法：１缺口平移法；２随机引物法３ＰＣＲ标记法４末端标记法５７缺口平移法原理：利用适当浓度的ＤＮaseＩ在ＤＮＡ双链上随机切割单链,造成单链切口.切口处产生一个５末端和一个３末端,３末端即可作为引物,在大肠杆菌ＤＮＡ聚合酶Ｉ的５－３ＤＮＡ聚合酶活性的催化下,以互补的ＤＮＡ单链为模板,依次将dNTP连接到切口的３端羟基上,合成新的ＤＮＡ单链；同时ＤＮＡ聚合酶Ｉ的５－３核酸外切酶活性在切口处将旧链人５末端逐步切除,新合成链不断延伸,从而使原ＤＮＡ分子上的部分核苷酸残基被标记的核苷酸所取代.５８ＰＣＲ基本过程：１变性：通过加热至９５度左右,使ＤＮＡ双螺旋的氢键断裂,形成单链ＤＮＡ,作为反应的模板.２退火：将温度降至引物的Ｔm值左右或以下,引物与ＤＮＡ模板互补区域结合,形成杂交链.３延伸：当反应体系温度升至７０度左右时,ＴaqDNA聚合酶催化以引物为起始点的５－３ＤＮＡ链延伸反应,形成新生ＤＮＡ链.５９ＰＣＲ引物设计的基本要求：１引物长度一般为１５－３０个核苷酸.２引物中的碱基组成尽可能随机分布,避免出现嘌呤、嘧啶碱基堆积现象.３引物自身不应存在互补序列,尤其应避免折叠成发夹结构.４两个引物之间不应存在互补序列,尤其应避免３端的互补重叠.５引物与非特异扩增区的序列的同源性不要超过７０％,引物３末端连续８个碱基在待扩增区以外不能有完全互补序列,否则易导致非特异性扩增６引物３端碱基是引发延伸的起点,因此一定要与模板ＤＮＡ配对７引物与模板结合时,引物的５端最多可以游离十几个碱基而不影响ＰＣＲ反应的进行.６０ＰＣＲ技术的要类型：１筑巢ＰＣＲ２共享引物ＰＣＲ３多重ＰＣＲ４不对称ＰＣＲ５锚定ＰＣＲ６反向ＰＣＲ７彩色ＰＣＲ８原位ＰＣＲ９定量ＰＣＲ１０差异显示ＰＣＲ１１重组ＰＣＲ.６１ＰＣＲ反应体系包括：核酸模板、引物、ＴaqＤＮＡ聚合酶、缓冲液、Ｍg2+、dＮＴＰs、反应温度与循环次数.６２转基因动物及基本原理：转基因动物是指用人工方法将外源基因导入或整合到基因组内,并能稳定传代的一类动物.基本原理：将目的基因或基因组片段用显微注射等方法注入实验动物的受精卵或着床前的胚胎细胞中,使目的基因整合到基因组中,然后将此受精卵或着床前的胚胎细胞再植入受体动物园的输卵管或子宫中,使其发育成携带有外源基因的转基因动物.导入基因的方法有显微注射法、胚胎干细胞法、逆转录病毒感染法、精子载体法.转基因动物中外源ＤＮＡ的检测：１染色体及基因水平的检测：斑点杂交、Ｓouthern杂交和ＰＣＲ分析、原位杂交等；２转录水平的检测：利用Northern杂交、RNase保护分析及ＲＴ－ＰＣＲ方法检测转基因mRNA的存在及表达水平.３蛋白质水平检测,采用Western印迹分析法.６３转基因动物的应用：１对基因组织或阶段特异表达的研究２通过研究转入外源基因后的新表型,可以发现基因的新功能；３导入外源基因后,由于基因的随机插入,可能会导致内源基因的突变,对这些突变表型进行分析,可以发现新的基因４可用于只在胚胎期才表达的基因的结构和功能的研究５建立研究外源基因表达、调控的动物模型６对遗传性疾病的研究７建立人类疾病的动物模型,８动物新品种的培育９基因产品的制备１０在免疫学中,可用于对免疫机制、免疫相关疾病的研究及建立免疫性疾病动物模型等.６４转基因植物技术路线：１选择及获得外源目的基因,２受体细胞培养,３选用适当的转基因方法将目的基因导入受体细胞４将转化细胞进行适当培养５筛选阳性转化细胞６培植阳性转化植株７转基因植株的鉴定.６５转基因植物在医学上的应用：１可成为新的疫苗来源,植物病毒也成为人类疫苗的可能来源２因为植物病毒对动物不致病,因此可利用植物病毒表达抗原蛋白的片段,以诱导哺乳动物免疫系统发生反应.３还可产生单抗,作为化疗药物的靶向载体.６６基因打靶的必备条件：１胚胎干细胞：ＥＳ细胞的特点：能在体外培养,并保留发育的全能性.体外培养要维持细胞的分裂增殖与正常的核型,同时抑制细胞的分化.２打靶载体：a、neo阳性筛选标志：b、ＨＳＶ－tk阴性筛选标志：６７构建打靶载体的基本过程：１获得目的基因待敲除基因的同源片段,将此ＤＮＡ片段克隆到一般的质粒载体中；２从重组质粒中切除目的基因的大部分同源ＤＮＡ序列,只留部分序列在线性质粒载体的两端；３将neo基因克隆到带有目的基因同源顺序的线性质粒中,使之位于残留目的基因同源顺序的中间；４在目的基因同源顺序的外侧线性化重组质粒载体,将ＨＳＶ－tk基因克隆到此线性载体中.６８ＤＮＡ芯片技术的应用：１ＤＮＡ序列测定２基因表达分析３基因组研究４基因诊断５药物研究与开发药物筛选、新药发现、合理用药、中草药鉴定和真假药辨别６９引起ＤＮＡ一级结构变异的诱变剂的作用机制：１碱基类似物诱发突变２改变ＤＮＡ的化学结构３结合到ＤＮＡ分子上诱发移码突变４紫外线及其其它射线引起的ＤＮＡ分子变化.７０突变类型：点突变转换和颠换、缺失一个。
衰老的分子生物学机制
衰老的分子生物学机制
衰老是生命过程中不可避免的一部分，它伴随着身体机能的逐渐衰退和疾病的增多。
衰老的机制一直是科学家们研究的热点之一，其中分子生物学机制是其中的重要方面。
衰老的分子生物学机制包括：DNA损伤和修复、细胞凋亡和细胞增殖、细胞老化和炎症反应等。
DNA损伤和修复是衰老的主要原因之一，DNA的错误复制、环境因素和化学物质等都会导致DNA损伤，而DNA损伤的修复能力随着年龄的增长而逐渐下降，从而导致细胞的死亡和老化。
细胞凋亡和细胞增殖也是衰老的机制之一。
细胞凋亡是一种自然的细胞死亡过程，它可以清除老化或损伤的细胞，从而维持身体正常的生理功能；而细胞增殖则是用于修复和替换受损的细胞，但随着年龄的增长，细胞增殖的速度逐渐下降，从而导致细胞的老化和疾病的增多。
细胞老化是衰老的另一重要原因，它包括两种类型：有限增殖期细胞老化和无限增殖期细胞老化。
有限增殖期细胞老化是指细胞在分裂一定次数后会进入一种不可逆的状态，从而导致细胞的死亡和组织器官的衰退；而无限增殖期细胞老化则是指干细胞和癌细胞的老化，这种老化是由于端粒的缩短和端粒酶的缺失导致的。
最后，炎症反应也是衰老的重要机制之一。
当身体受到感染或损伤时，炎症反应会被启动，以清除病原体和修复受损组织。
但随着年龄的增长，炎症反应会逐渐失控，导致慢性炎症，从而增加了患慢性
疾病的风险。
综上所述，衰老的分子生物学机制是复杂而多样的，它们相互作用，共同导致身体的衰老和疾病的增多。
未来，针对这些机制的研究将有助于开发新的防治措施，延缓衰老和减少疾病的发生。
衰老机理的学说
衰老机理的学说近几十年来，随着现代遗传学、分子生物学、细胞生物学和分子免疫学等边缘学科的飞速发展，人们对衰老的机理有了深层次的认识，在大量实验证据的基础上提出了许多新的学说。
下面，就几个有代表性的并被广泛接受的学说作一简要介绍。
一、遗传程序学说遗传程序学说（genetic program theory）认为每一种物种本身固有其遗传基因上的衰老程序。
该程序何时启动、如何被基因组控制？对此曾提出如下几个假说。
（一）修饰基因假说修饰基因假说（modifier genes theory）认为存在一种修饰基因，它在动物性成熟以前可以抑制对染色体的任何有害作用，而随着年龄的增长该基因的抑制作用就逐渐丧失。
（二）密码子限制假说密码子限制假说（codon restriction theory）认为在机体一定时期合成某一种成分的基因密码被抑制导致某一成分的减少以至缺失。
（三）重复利用基因枯竭假说真核生物基因组有许多重复序列，这种高度重复并保守的序列预示其基因产物执行某种重要的生理功能。
重复基因利用枯竭假说认为某一基因序列破坏或抑制时，则由重复序列中另一个相同基因序列来接替，当这种重复序列被耗竭时则该基因产物就缺失了。
（四）DNA分子修复能力下降假说DNA分子具有很强的自我修复能力，这是保证个体稳定遗传并健康发育成长的必要条件。
DNA分子修复能力下降假说认为这个修复能力的下降是衰老的一个途径。
二、差错灾难学说蛋白质合成过程中的DNA复制、转录都可能产生差错，它不同于变异。
多掺入或少掺入一个核苷酸、或者以另一种核苷酸替代了该位点原有核苷酸。
正常情况下这些差错可由修复机制（外切酶）来修复，但这种差错也可能发生在参与这种修复机制的酶类而使该修复机制修复能力降低或丧失，这种差错在体内的累积可导致衰老。
三、交联学说交联学说（cross linkage theorr）认为体内甲醛、自由基（free radicals）等物质可以引起体内DNA分子双链间、蛋白胶原纤维间等大分子间的交联。
皮肤衰老的原因
皮肤衰老的原因临床皮肤科杂志2000年第4期第29卷综述作者：符移才金锡鹏单位：上海医科大学预防医学研究所皮肤生理毒理研究室，上海200032关键词：皮肤衰老；自然衰老；分子生物学机制摘要：皮肤衰老是机体衰老的重要外在表现之一，已引起老年学和皮肤科学的重视。
体外的皮肤细胞衰老可部分反映机体皮肤老化状况。
同时角质形成细胞在皮肤衰老中的作用也逐渐引起人们的重视，因为表皮角质形成细胞在皮肤衰老过程中的重要作用如同真皮成纤维细胞一样日益受到关注。
加速有关皮肤衰老的研究可为阐明皮肤衰老机制、为老年皮肤病学的发展提供科学依据，进一步指导临床用药和皮肤疾病的防治。
中图分类号：R334.＋5；Q255文献标识码：C文章编号：1000-4963(2000)04 Skin aging and aging of cells衰老是指随着时间的推移所有个体都将发生的功能性和器质性衰退的渐进过程。
这种退行性变化可归因于内源性(基因调控)和个体反复暴露于环境中各种有害因素的综合作用的结果[1]。
人们对系统器官方面的衰老表象研究较多，已引起老年学研究工作者的重视。
有关皮肤衰老的研究相对较少，研究也不够深入和细致。
本文就皮肤衰老和细胞衰老有关问题进行如下综述。
1 皮肤衰老衰老是指机体器官对环境改变适应性随年岁增长逐渐下降，进而易患疾病或引起死亡。
衰老部分是由机体预定的基因程序进行调控的；部分由内外：“磨损和消耗”所引起，同时表现于细胞和分子水平。
皮肤可为研究衰老提供良好的场所，因为它浅表外露，有利于在分子和细胞水平上研究机体的衰老[1,2]。
皮肤衰老主要为自然衰老和光老化两种形式，所谓自然衰老(intrinsic aging)系指由于机体内在因素的作用(主要为遗传因素)引起，见于暴露部位和非暴露部位，明显特征为皱纹的出现和皮肤的松弛。
而光老化(photoaging)则指皮肤衰老过程紫外线损害的积累，是自然老化和紫外线辐射共同作用的结果，表现为皮肤暴露部位粗燥、皱纹加深加粗、结构异常、不规则性色素沉着、血管扩张、表皮角化不良、出现异常增殖、真皮弹力纤维变性及降解产物蓄积等[2,3]。
中医药学理论关于人体衰老的分子生物学基础
［ Ｏ 马 文 龙 ， 军 ． 外持 续 植 物 状 态 的研 究 状 况 ［］ 中 国康 复 医 学 杂 ３］ 洪 国 Ｊ．
志 ， ０ ０， ５ ６ ３ ２ ３７ ． ２ ０ １ （ ）： ７ — ５
［ ５ 潘 向荣 ， 凯 ， ２］ 周 韦敏 强 ． 医药 为 主 治 疗 脑 外 伤 后 持 续 植 物 态 ２例 中
［ｏ 高 春 锦 ， 捷 云 ． 用 高 压 氧 医 学 ［ ． 京 ： 苑 出版 社 ，９ ７ ２］ 杨 实 Ｍ］ 北 学 １９．
［ １ Ｇ ｌｅ Ｌ Ｎｅ ｂｕ ｒＲ， ｅ Ｊｅ １Ｉ ｒｖｍｅ ｔｎｅｅ ｒｌ ２ ］ ｏｄｎＺ ， ｕ ａ ｅ Ｇｏｌ ｎＣ ，ｔ ．ｍｐｏ ｅ ｎ ｃｒｂａ ｄ ａ ｉ
中医药 学 理 论 关 于人 体 衰 老 的分 子 生 物 学 基 础
何 敬 和 ，刘 冠 男 ，常震 姚 丽 ，
【 键 词 】 人 体 衰 老 ； 子 生 物 学 ； 医药 学 ； 关 分 中 中西 医 结 合
【中图 分 类 号 １ Ｒ４ ； — ９ Ｒ２０ ［ ＤＯｌ １ ． ８ ０ ｚ ｋ ． ０ １ ０ ． ２ ｌ ０ ３ ７ ／ｇ ｆ２ １ ． ６ ０ ６
医学 杂 志 ， ０ ７ ６ ２ —２ ． ２ ０ ， ：５ ５
［］ Ｉｔ ｕｏ ｃ，０ ２ １ ２ ２ ：１ — １ １ Ｊ ．ｎ Ｎｅ ｒｓｉ２ ０ 。１ （ ） １ ９ ３ ． Ｊ ［ ２ 李 璋 ， 昆华 ． ２］ 郭 高压 氧 综合 疗 法对 持 续植 物 状 态 的疗 效 ［］ 中 国康 Ｊ．
４ ３ ５
［］ 四 川 Ｊ ． Ｉ中医 ，０ ３ ２ （ ） ３ —４ ． ２ ０ ，１４ ：９ ０ － ］ ［ ６ 田 世文 ， 正 阳． 外 伤 后 持 续 植 物 状 态 的 治 疗 进 展 ［］ 中 国综 合 ２ 赵 脑 Ｊ．
分子生物学 讲稿 早老症与核纤层蛋白A,C
分子生物学讲稿早老症与核纤层蛋白A、C大家好，我今天要讲的是核纤层蛋白A与核纤层蛋白C在早老症治疗中的作用。
首先大家来看一组图片，正常人的衰老过程是十分规律的，从少年到青年，再到老年。
但是早老症患者的衰老确是与众不同的。
早老症患儿的衰老速度是正常人的8到10倍，年纪轻轻就有了老化的现象。
这是因为什么呢？科学家们发现，早老症的发生是由基因突变引起的，编码核纤层蛋白的基因LMMA发生了突变。
首先，我们来了解一下核纤层。
核纤层普遍存在于真核细胞中，是内层核膜下的纤维蛋白片层，纵横排列成纤维网络状，它与核膜、染色质和核孔复合体有密切联系，向外与核膜内层蛋白质结合，向内与染色质的特定区段相结合。
它在细胞分裂中对核被膜的消失和重建起重要作用。
核纤层有三种蛋白组成，即核纤层蛋白A、B、C，这三种核纤层蛋白都是以二聚体的形式存在的，以头头、尾尾相接的方式形成核纤层。
核纤层蛋白A和C是由同一个转录单位编码的，通过不同的剪接方式形成不同的蛋白质，核纤层蛋白A和C的N端含有一摸一样的566的氨基酸碱基，但是C端A比C多了133个氨基酸残基。
而核纤层蛋白B则是由另一个转录单位编码的。
人类的编码核纤层蛋白的LMMA基因定位在1号染色体上，包括12个外显子，并含有两个多腺苷酸化信号，分别是核纤层蛋白C的ATTAAA和核纤层蛋白A的AATCAA。
LMMA基因突变后会使结合到端粒上的核纤层蛋白含量增加，使端粒的定位发生变化，端粒与细胞的寿命有密切联系，故LMMA基因突变常影响细胞寿命。
说到这里，核纤层蛋白与早老症究竟有什么联系呢？英国伦敦国王学院等机构研究人员在一期美国《循环》医学期刊上报道说，A型核纤层蛋白前体与人体衰老有关，而后，美国国家人类基因组研究所的比柯林斯博士领导的小组发现，人类1号染色体上编码的核纤层蛋白A的基因发生变异是导致早老症的最主要原因，在这个蛋白的基因编码中，一个正常的胞嘧啶C被改写成了胸腺嘧啶T，它的变异导致细胞核畸形，从而导致细胞在分裂和修复上的严重问题。
有关衰老的几种学说
有关衰老的几种学说既然人的自然寿命推算是在百岁以上，可是为什么绝大多数人活不到100岁呢？其实，决定人寿命的主要原因无外乎三点：意外、疾病和衰老。
衰老是一个多因素的复杂的生物学过程，关于衰老的机理至今尚未完全明了。
关于衰老的假说很多，从古到今，国内外许多学者对衰老的机理进行了长时间的探索，提出了上百种关于衰老的假说和学说，主要有以下几种学说：（1）代谢变化学说。
这个学说认为，机体的变老过程主要是与年龄有关的代谢改变导致的，其中主要是蛋白质的代谢。
人体细胞中的蛋白质在不断地分解与合成，随着年龄的增长，体内核酸的浓度下降，核酸与蛋白复合物结构改变，如果蛋白质合成过程中出现突变，最终可引起细胞性能的改变及老化。
同时，与代谢有关的多种酶活性下降，细胞营养受限，从而导致细胞衰老。
脂肪的代谢也发生变化，主要表现是血脂增加（有研究发现，长寿者脂代谢各项指标变化微小）。
胆固醇发生质的变化，由分散的细微脂蛋白转化为粗糙的脂蛋白，使其更易在血管上沉积。
甘油三酯浓度也增加。
另外，随着年龄的增长，人的基础代谢和耗氧量在不断降低，不同组织的耗氧量降低程度不同，脑、心脏和骨骼肌细胞能量减少的程度比较明显，当老人从事紧张的活动时，细胞能量不足就更明显地反映出来了。
（2）自由基学说。
这个学说是建立在现代分子生物学基础上的衰老学说。
自由基学说认为：生物体在其代谢过程中，在体内进行的氧化还原过程会产生自由基（含奇数电子的分子或原子）。
自由基性质十分活泼，在体内很不稳定，有很强的氧化作用，往往和体内的蛋白质、脂肪等发生反应，生成蛋白质、脂肪等物质的氧化物或过氧化物，从而使其失去原来的功能，对机体自身产生损害导致衰老。
例如自由基使细胞膜上的不饱和脂肪酸产生过氧化脂质，是脂褐素的主要来源。
当脂褐素沉积在心肌或脑组织内，可影响心脑功能；沉积在皮下就成为老年斑。
在正常生理情况下，人体内有超氧化物歧化酶、过氧化氢酶等多种抗氧化酶，以及不断通过食物所摄取的维生素C、维生素E 等维生素和番茄红素等植物抗氧化剂，具有抗氧化作用，可以及时清除自由基，抵御自由基对细胞的破坏，使机体免受其害。
细胞衰老和细胞死亡的分子机制
细胞衰老和细胞死亡的分子机制随着人类寿命的不断延长，老龄化已经成为社会的一个严重问题。
而细胞衰老和细胞死亡是导致这个问题的一个重要原因。
那么，究竟是什么导致了细胞衰老和细胞死亡？这个问题的答案涉及到分子层面上的机制。
一、细胞衰老的分子机制细胞衰老是指细胞开始逐渐失去功能，无法维持正常的生理状态。
这个过程类似于机器的老化，往往是因为细胞功能的退化导致的。
细胞衰老是一个长期的过程，通常是逐渐出现的，而非突然出现。
多种因素可以促进细胞衰老，例如：DNA损伤、氧化应激、染色质异常等等。
其中，DNA损伤是最容易引起人们注意的因素。
DNA是细胞中最重要的分子，包含了所有遗传信息。
如果DNA损伤未能及时修复，这些异常的DNA分子就会引发一系列的问题，导致细胞出现衰老的迹象。
此外，氧化应激也是一个常见的因素。
随着年龄的增长，人体的抗氧化能力逐渐减弱，导致氧自由基的积累，引发氧化应激对细胞的伤害。
另外，epigenetic changes（表观遗传学变化）也是细胞衰老的一个重要因素。
细胞表观遗传^学标记可以告诉那些基因可以被阅读和那些不能。
在年龄增长的过程中，这些标记会发生变化，使一些基因难以被识别或不能被识别，从而导致细胞衰老的进程。
总的来说，细胞衰老是多种因素共同作用的结果。
不同的细胞和个体的衰老过程也有所不同，而以上所述只是其中的一些常见的分子机制。
二、细胞死亡的分子机制细胞死亡是指不可逆的死亡过程，即细胞的完全失活。
通常是由于细胞无法在外部环境或内部环境的压力下继续存活。
其分子机制更加复杂，涉及到下列几个阶段：1. 开启程序性细胞死亡的信号途径：线粒体是细胞中负责进行能量代谢的器官，也是控制细胞生死的“执行工人”。
当细胞处于严重的压力下时，线粒体会释放出大量的自由基、细胞因子和某些致死蛋白，这些物质可以促进程序性细胞死亡的途径开启。
同时，激活细胞死亡信号通路的某些蛋白质也可以起到同样的作用。
2. 细胞死亡的执行：程序性细胞死亡通常是通过下列几种不同的途径实现的：a. 线粒体引发的细胞凋亡：细胞凋亡是一种需要能量的过程，需要使用线粒体产生的ATP。
衰老相关分泌表型的生物学意义及其在肿瘤和老年病中的作用机制
衰老相关分泌表型的生物学意义及其在肿瘤和老年病中的作用机制俞文华;毛泽斌【期刊名称】《老年医学与保健》【年(卷),期】2018(024)006【总页数】5页(P576-580)【作者】俞文华;毛泽斌【作者单位】北京大学医学部生化与分子生物学系,北京100191;北京大学医学部生化与分子生物学系,北京100191【正文语种】中文1 细胞衰老的基本概念及其特点正常二倍体细胞在体外连续培养在经历一段快速增殖期，经过一定次数的群体倍增后，进入增殖活力下降期，最后停止有丝分裂，直到培养细胞衰老死亡。
将这种正常人体细胞在体外分裂潜能受限制的现象称为细胞衰老，或者更准确地说，细胞复制性衰老 (replicative senescence)[1]，因为复制性衰老发生时的细胞群体倍增次数取决于细胞供者的种属、年龄和遗体背景，所以对于体外细胞衰老过程的研究有助于阐述体内衰老的基本过程。
细胞在外界应急（stress）条件下（癌基因的活化、H2O2以及射线照射等）也可发生早衰（premature senescence）现象[2-3]。
早衰与复制性衰老的区别在于复制性衰老伴有端区的缩短，而早衰没有端区缩短。
尽管衰老细胞具有稳定的非分裂状态，但它们在代谢方面仍很活跃。
衰老的细胞向胞外分泌数十种各类因子，包括多种细胞因子和趋化因子如IL-6、IL-8、IL-1、IGFBP7等；生长因子如 GRO、GM-CSF、VEGF等；蛋白酶如各种基质金属蛋白酶MMPs等。
衰老细胞的这种特性被称为衰老相关的分泌表型(senescence-associated secretory phenotype,SASP)[4-6]。
因为 SASP与各种衰老相关的病理生理过程密切相关，对其组成和表达调控的研究成为目前衰老领域研究的热点2 SASP的生物学作用2.1 SASP对机体的有利作用目前发现SASP具有多种生物学作用。
（1）SASP具有抑制肿瘤的作用。
衰老的细胞学及分子机理
衰老的细胞学及分子机理发表时间：2013-04-24T13:30:25.780Z 来源：《医药前沿》2013年第7期供稿作者：王雪婷[导读] 衰老作为生物生长发育的必经阶段，历来受到人们的关注。
王雪婷 (首都铁路卫生学校 100070) 【摘要】衰老作为生物生长发育的必经阶段，历来受到人们的关注。
本文对衰老的细胞学和分子生物学研究机理进行了综述，着重回顾了自由基、线粒体DNA损伤、免疫系统、端粒与衰老的关系；并对与衰老有关的基因进行了总结。
【关键词】衰老自由基线粒体DNA 端粒免疫基因【中图分类号】R329.2 【文献标识码】A 【文章编号】2095-1752（2013）07-0078-02 衰老这个词意味着随着年龄增加，机体逐渐出现的退行性变化。
衰老的普遍性、内因性、进行性及有害性作为衰老的标准被普遍接受。
探索衰老发生的机理既是一个古老的问题，又是一个崭新的科研领域，在医学漫长的历史发展过程中，有人认为总共提出过数百个衰老的假说。
随着细胞生物学、分子生物学等学科的迅速发展，推动了衰老机理的深入研究，并且已取得重大的进展，提出了若干具有科学价值的衰老学说。
1 衰老的细胞学研究1.1 自由基学说衰老的自由基学说是Denham Harman在1956年提出的，认为衰老过程中的退行性变化是由于细胞正常代谢过程中产生的自由基的有害作用造成的。
生物体的衰老过程是机体的组织细胞不断产生的自由基积累结果，自由基可以引起DNA损伤从而导致突变，诱发肿瘤形成。
自由基是正常代谢的中间产物，其反应能力很强，可使细胞中的多种物质发生氧化，损害生物膜。
还能够使蛋白质、核酸等大分子交联，影响其正常功能。
支持该学说的证据主要来自一些体内和体外实验。
包括种间比较、饮食限制、与年龄相关的氧化压力现象测定、给予动物抗氧化饮食和药物处理；体外实验主要包括对体外二倍体成纤维细胞氧压力与代谢作用的观察、氧压力与倍增能力及抗氧化剂对细胞寿命的影响等。
衰老的测定
二、生理功能测验
1.前屈试验 2.单腿闭目试验 人的平衡功能随着衰老而减退，受测者双手下垂， 闭上双眼，一腿直立，另一侧抬一脚离地面20厘米，根据不跌倒时 间的长短来判断。男性：30～39岁为9.9秒；40～49岁为8.4秒；50～ 59岁为7.4秒；60～69岁为5.8秒；70～79岁为3.3秒。女性比男性推迟 10岁，如40～49岁为9.9秒。 3.力量测定 （1）比握力 比握力=握力(千克)/体重(千克)。测定数据分析：男 性50～59岁为0.5～1.0；60～69岁为0.4～0.7；70～79岁为0.3～0.5； 80岁以上为0.2左右。女性较男性，按同年龄段低0.1计算。 （2）曲髋肌肉力量 仰卧，双手抱头，双腿伸直，提高双下肢距床 面水平30厘米。如果保持10秒者得10分，每减少1秒扣除1分。 4.肺功能测定 以测定肺活量为主 5.布兰奇心功能指数 坐位测1分钟心率，然后测血压。布兰奇心功 能指数=心率（收缩压+舒张压）/100。正常范围110-160。 6.哈佛台阶试验 30次/分的频率上下台阶1-5分钟（台阶高度：男性 50厘米，女性42厘米），符合后测恢复期第2、3、5分钟前30秒脉搏。 心功能指数=登台阶持续时间（秒）×100/3个脉搏之和(次/分)。评 价:<55劣、55-64中、65-79良、80-89佳、>90优
早老基因
1996年报道了在“早老综合症”患者体内有一种 使人早老的基因，巳经被克隆。它是一种编码 DNA螺旋蛋白酶的基因，导致DNA复制和修复障 碍能加速端粒缩短。1904年发现第一例伟氏综合 症患者，即早老症。患者在20岁开始脱发，出现 多种老年病，活不到成年。至今世界上发现了200 多例。
细胞衰老的特征
• 基因治疗：针对细胞衰老相关基因进行干预，如p53基因治疗、端粒酶基因治疗等 • 细胞治疗：利用干细胞的再生和修复能力，进行细胞替代治疗或基因治疗
细胞衰老研究在再生医学与抗衰老领域的应用
再生医学与抗衰老领域的应用
• 干细胞研究：利用干细胞的再生和修复能力，治疗组织损伤和疾病 • 生物制品研发：研发具有抗衰老作用的生物制品，如抗氧化剂、生长因子等 • 组织工程：利用生物材料和细胞技术，构建功能性组织和器官，恢复组织功能
02
细胞衰老的分子生物学特征
细胞衰老相关基因与信号通路
细胞衰老相关基因
• p53：细胞周期调控和细胞凋亡的关键基因，参与细胞衰老过程的调控 • Rb：细胞周期调控的重要基因，与细胞衰老和肿瘤发生密切相关 • 端粒酶：参与端粒的复制和修复，与细胞衰老密切相关
细胞衰老信号通路
• p53-Rb信号通路：调控细胞周期和细胞衰老的关键通路 • Wnt/β-连环蛋白信号通路：参与细胞生长和分化调控，与细胞衰老密切相关 • DNA损伤修复信号通路：调控细胞对DNA损伤的应答和修复，影响细胞衰老过程
细胞衰老过程中的表观遗传改变
表观遗传改变的定义
• 表观遗传是指基因表达调控Байду номын сангаас程中，不涉及DNA序列改 变的遗传现象 • 表观遗传改变包括DNA甲基化、组蛋白修饰等
细胞衰老过程中的表观遗传改变
• 细胞衰老过程中，DNA甲基化水平发生变化，影响基因 表达 • 细胞衰老过程中，组蛋白修饰发生改变，影响染色质结 构和基因表达
细胞衰老干预的潜在药物与治疗方法
细胞衰老干预的潜在药物
• 抗氧化剂：如维生素C、E、β-胡萝卜素等，可以减轻细胞衰老过程中的氧化应激 • 端粒酶激活剂：如TA-65、Rh2等，可以延缓端粒缩短，延缓细胞衰老过程 • DNA损伤修复药物：如顺铂、博莱霉素等，可以增强细胞对DNA损伤的应答和修 复能力
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衰老的分子生物学
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衰老的分子生物学
摘要：衰老是生命过程中一种复杂的现象。
细胞是大部分生物的基本构成单位，生命过程就是细胞代谢过程。
而多细胞生物又有两种细胞组成，一类为能自我分裂繁殖的干细胞，一类为不分裂的功能细胞。
干细胞有一定的分裂次数，及说明它存在潜在的衰老过程；功能细胞的代谢功能失调时就会出现衰老。
而细胞的衰老也将导致组织、器官和整体的衰老。
关键词：细胞；衰老；机制；抗衰老
一、衰老的概念及表现
在生命过程中，随着年龄的增加，整个生物机体的形态、结构和功能逐渐衰退，有机体死亡的可能性增大，这一现象称为衰老。
『1』人体衰老的形体特征是皮肤松弛褶皱、毛发灰白与稀疏、出现老年斑、牙齿和骨质变质、性腺与肌肉萎缩、血管硬化、肺和气管萎缩、细胞及核酸分子结构异常；功能特征是视力和听力降低、记忆力和思维能力逐渐下降、反应迟钝、行动缓慢、适应能力低、心肺功能下降、代谢功能失调、免疫力下降、出现老年性疾病。
『2』细胞衰老的结构变化有细胞核增大、核膜内折、染色质固缩化、核仁裂解为小体、内质网总量减少且排列有序性下降、线粒体数量减少、致密体形成、膜流动性降低、细胞链接减少；生理变化有胞内水分减少、代谢速率减慢、呼吸速率减慢。
『3』
二、细胞衰老的分子机制
（一）衰老的基因学说
衰老基因学说是基于遗传学说而研究的。
这种学说认为各种生物的自然寿命是由各自的遗传基因所决定的，遗传基因中可能有一种特定的“衰老基因”，专门控制衰老进程。
生物成年后。
基因组内衰老基因开放。
其表达产物或可特异地决定生物的寿命和衰老进程。
在利用动物模型研究衰老机制中己发现许多与衰老相关基因，并且研究了与衰老有关的增殖基因、衰老基因、长寿基因和凋亡基因等。
『4』通过分子学研究Johnson（1990）最先由线虫分理出长寿命变异体age-1。
随后其它生物体的研究又相继发现了daf2等十多种长寿基因和短寿基因。
通过突变，daf2的活性时，可是线虫的寿命延长一倍，已知daf2基因本身具有减慢机体代谢的作用。
(二)衰老的端粒学说
端粒在细胞内相当于一个计时器，不同分裂能力的细胞通常具有不同活性的端粒酶。
端粒是位于染色体末端的一种小的DNA片段，它如同染色体的帽子一样包裹着染色体的头部，它有着固定DNA双螺旋，防止DNA链被解开的作用。
体细胞性染色体上的端粒闭上质细胞染色体上的端粒要短。
端粒在每次细胞分裂后都会丢失一定的长度，其端粒就会缩短一点，大约分裂40~90次时，细胞将失去分裂能力，直到细胞衰亡。
只有一种被称作端粒酶的核蛋白能够修复被损伤的端粒并使其延长。
已知除了干细胞和生殖细胞外正常人的体细胞没有端粒酶活性，所以体细胞很容易发生细胞衰老。
端粒和端粒酶产生变异性变化时，直接影响细胞的衰老。
『5』
（二）衰老的自由基理论
此理论是由Harman首先提出的，认为自由基的损伤是导致细胞衰老的主要原因。
在细胞的代谢过程中不断的产生着自由基，而自由基是参与人体内的氧化还原反应的，它的过量可以引起不同程度的细胞毒反应和不可逆性损伤，自由基对细胞成分的损伤经过不断的积累，导致细胞衰老。
生物体吸收的氧有2%~3%转化为自由基成分。
自由基包括氧自由基、过氧化氢和羟自由基等。
他们不仅对生物大分子如蛋白质、脂类和核酸等均有损伤作用，而且还会使线粒体DNA发生突变。
『6』近年有人发现一种转基因果蝇的寿命比正常果蝇延长了34%，因该果蝇转入并高效表达了Cu/Zn SOD和过氧化氢酶的转移基因。
三、抗衰老策略
针对细胞的衰老，人们也研究出来一些应对的办法。
如应用细胞工程技术进行蛋白质、基因和细胞治疗，清除有衰老细胞产生的无用细胞；运用基因工程纠正细胞的变异性损伤；清除衰老的异常代谢物，如细胞内外的垃圾、细胞外液中的蛋白质交联物等。
也有人在研究永生化的细胞，通过研究永生化细胞的生物特性，以延迟衰老。
参考文献
『1』唐炳华、王继峰,《医学分子生物学》,中国中医药出版社，P244
『2』唐炳华、王继峰，《医学分子生物学》,中国中医药出版社，P254
『3』聂俊、杨冬芝、杨晶，《细胞分子生物学》,化学工业出版社，P164、P165 『4』张可勇、郭红艳、王海君，《衰老机理及其研究进展》,齐齐哈尔医学院学报2006年第27卷第10期
『5』杨同书、颜炜群、杨杰，《分子医学导论·第一分册》,吉林大学出版社，P129
『6』唐炳华、王继峰,《医学分子生物学》,中国中医药出版社，P248。