细胞生物学第13章 细胞衰老与凋亡

细胞不死说
谁动wk.baidu.com了这种学说？
◆Hayflick认为
Carrel的实验不能被重复, 可能是由于混 入了新鲜的细胞。
HeLa癌细胞和培养的L细胞系是不正常细 胞，其染色体数目或形态已经不同于原 先的细胞。
◆Hayflick提出
细胞增殖能力和寿命是有限的观点
一、Hayflick界限(Hayflick Limitation）
五、细胞在体内条件下的衰老
●在机体内，细胞的衰老和死亡是常见的现象，甚至在 个体发育的早期也会发生;
●正常情况下终生保持分裂的细胞，其分裂能力是否随 着有机体年龄的增高而下降？它们会不会衰老？
◆衰老动物体内，细胞分裂速度显著减慢，其原因主要是G1期明 显延长;
◆衰老个体内的环境因素影响了细胞的增殖和衰老; ◆骨髓干细胞移植实验说明随着年龄的增加，干细胞增殖速度也
◆Hayflick界限的概念
细胞，至少是培养的二倍体细胞，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，这就是 Hayflick界限。
◆Hayflick界限的证据
细胞的增殖能力与供体年龄有关
物种寿命与培养细胞寿命之间存在着一定的关系
一、Hayflick界限
(Hayflick Limitation）
◆决定细胞衰老的因素
二倍体细胞的衰老是由细胞自身决定的 决定细胞衰老的因素在细胞内部，而不是外部
的环境 是细胞核而不是细胞质决定了细胞衰老
细胞衰老概念被普遍接受的一些经典实验
(细胞体外生命跨度与供体年龄的正相关性)
过程： 年轻女性细胞(间期可见巴氏小体)
+ 年老男性细胞(间期无巴氏小体)
混合培养(一样的外部环境)
结果：年轻女性细胞倍增次数多于年老男性细胞
结论：细胞衰老的过程是由细胞自身决定的,
而非环境因素
细胞衰老是由细胞核而非细胞质决定的
体细胞杂交实验
年老细胞
年轻细胞
年轻细胞
年老细胞
不同年龄来源的人成纤维细胞的增殖代数
细胞来源
可增殖 代数
人胚肺成纤 维 细胞
40～60
中年人成 纤维细胞
20
老年人成 纤维细胞
◆可能是以上综合因素的集合，或某 几种因素的集合，其中有一种起主 导作用。
◆对于不同的生物体可能有不同的导 致衰老的诱因和相应的机制。
端粒与衰老
◆1990 年Harley发现端粒长度确实与衰老有着密切的关系， 提出细胞衰老的“有丝分裂钟”学说。
◆“有丝分裂钟”学说认为，随着细胞的分裂，染色体末端 的 （端粒）不断缩短，当其长度缩短到一个阈值时，细胞进
第二节 细胞衰老
(cell aging or cell senescence)
●细胞衰老的概念 ●细胞衰老的研究 ●衰老细胞形态结构的变化 ●细胞衰老的分子机制 ●细胞在体内条件下的衰老 ●细胞衰老与个体衰老的关系
二、细胞衰老的研究
● 细胞不死说 ● Hayflick界
限
程序性细胞死亡的涵义
不论是单细胞生物还是多细胞生物， 其细胞死亡往往受到细胞内某种由遗 传机制决定的“死亡程序”所控制，
称 为程序性细胞死亡。
（programmed cell death,PCD）
一、细胞衰老的概念
细胞衰老（cell aging ）一般的含义是 复 制衰老(replicative senescene，RS)。 指体外培养的正常细胞经过有限次数的 分裂后，停止分裂,细胞形态和生理代谢活 动发生显著改变的现象。
细胞不死说
◆1892年，魏斯曼提出:
种质不死而体质会衰老和死亡的学说 原生动物细胞“不死性”
◆证据
原生动物某些无性系可以长期保持很高的分裂 速度
◆证据不足
被废弃。某些无性系的稳定性的观点
细胞不死说
◆1912年, Alexis Carrel (Nobel Laureate)
细胞“不死性”的观点 卷土重来
第十三章 程序性细胞死亡与细胞衰老
● 程序性细胞死亡 ● 细胞衰老
第一节 程序性细胞死亡
● 程序性细胞死亡的涵义 ● 动物细胞的程序性死亡 ● 植物细胞与酵母细胞的
程序性死亡
一、动物细胞的程序性死亡
● 细胞凋亡 (apoptosis) ● 细胞坏死 (necrosis) ● 细胞自噬 (autophagy)
趋缓慢.
三、衰老细胞形态结构的变化
●细胞核的变化 ●内质网的变化:
衰老动物内质网成分弥散性地分散于核周胞质中，粗 面内质网的总量似乎是减少了
●线粒体的变化:
通常，细胞中线粒体的数量随龄减少，而其体积则随 龄增大
●致密体的生成 ●膜系统的变化
细胞核的变化
◆体外培养的二倍体细胞，细胞核 随着细胞分裂次数的增加不断增大
◆细胞核的核膜内折（invagination）、 染色质固缩化
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; 细胞膜内（P面）颗粒的分布也发生变化
四、细胞衰老的分子机制
●复制衰老的机制 端粒与衰老
●胁迫诱导的早熟性衰老 氧化性损伤学说
●单细胞生物的衰老
结论
细胞衰老
入衰老。
l 细胞每分裂一次，端粒缩短50～100bp l 端粒缩短到一定程度，细胞不再分裂 l 端粒酶过量表达能延长细胞的生命跨度
（一） 细胞凋亡(Apoptosis)
●细胞凋亡的概念 ●细胞凋亡的生理意义 ●细胞凋亡的特征 ●细胞凋亡的检测方法 ●诱导细胞凋亡的因子 ●细胞凋亡的分子机制
1.细胞凋亡的概念
◆证据
在实验室培养鸡心脏细胞可以无限制地生长和分 裂。（连续培养了34年）
细胞不死说
◆20世纪40-50年代，L系小鼠和HeLa细胞系 的建立。（可以一直分裂、存活下去）
◆使细胞“不死性”的观点的统治地位更加 巩 固了。
细胞不死说
细胞本身并没有衰老和死亡，衰老只是 一种多细胞现象，多细胞生物体内细胞 的衰老，起因不在细胞本身，而是由于 体内、体外环境的影响。
2～4
细胞体外生命跨度与物种平均生命跨度的正相关
物种
寿命
培养细胞传代数
海龟
175
90～125
小鼠
3. 5
14～28
早老症病人的细胞在体外只有较短的生命跨度
六、细胞衰老与个体衰老的关系
呈正相关性:
◆成人的细胞能在体外传代的次数比胎儿 的细胞少;
◆早老症病人的细胞能在体外传代的次数 比正常人少;
◆寿命长的物种的细胞能在体外传代的次 数比寿命短的物种的细胞多。
细胞凋亡是一种程序性的细胞死亡 方式，受基因调控的主动的生理性 细胞自杀行为，凋亡细胞最后以凋 亡小体的形式被吞噬消化。