细胞的程序化死亡
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细胞的程序化死亡
◆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:
●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。
age-1 单基因突变，可提高平均寿命65%，提高最 大寿命110%。
细胞的程序化死亡
自由基攻击细胞的证据
细胞的程序化死亡
12.2 PCD (program cell death)
细胞的程序化死亡
细胞的程序化死亡
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。
细胞的程序化死亡
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）
变化。
细胞的程序化死亡
12. 2.2 Necrosis and apoptosis
细胞的程序化死亡
PCD
PCD
细胞的程序化死亡
Necrosis
细胞的程序化死亡
apoptosis
Biology and chemical character
DNA LADDER
180～200bp
转谷氨酰胺酶 tTG （tissue Transglutaminase） increase
细胞坏死 病理性变化或剧烈损伤 大片组织或成群细胞 破损
呈絮状 肿胀、内质网崩解 肿胀变大 无，细胞自溶，残余碎片被巨噬 细胞吞噬 随机降解，电泳图谱呈涂抹状
无
受基因调控
被动进行
无，不释放细胞内容物 有，释放内容物。 细胞的程序化死亡
PCD regulate nerve cell number
细胞的程序化死亡
细胞的程序化死亡
细胞凋亡和细胞坏死的区别
区别点 起因 范围 细胞膜
染色质 细胞器 细胞体积 凋亡小体
基因组 DNA 蛋白质合 成 调节过程 炎症反应
细胞凋亡 生理或病理性 单个散在细胞 保持完整，一直到形成凋 亡小体 凝聚在核膜下呈半月状 无明显变化 固缩变小 有，被邻近细胞或巨噬细 胞吞噬 有控降解，电泳图谱呈梯 状 有
1:形态学
细胞的程序化死亡
2:电泳方法
彗星电泳
细胞的程序化死亡
3:DNA TUNEL
细胞的程序化死亡
细胞的程序化死亡
4: Caspase activity Western blot
细胞的程序化死亡
细胞的程序化死亡
5: Flow cytometric analysis
细胞的程序化死亡
12.2.4 Unravel mechanism of apoptosis
细胞的程序化死亡
细胞的程序化死亡
早老症儿童与正常儿童的比较
细胞的程序化死亡
12.1.1 衰老细胞的特征
细胞的程序化死亡
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。
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
细胞的程序化死亡
Human fibroblast cultured in vitro
YONG
OLD
细胞的程序化死亡
细胞的程序化死亡
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
梯状； • ⑥凋亡通常是生理性变化，而细胞坏死是病理性
细胞的程序化死亡
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。
。
细胞的程序化死亡
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
Chapter 12
Cellular aging and programmed cell death
细胞的程序化死亡
12.1 Cellular百度文库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。
细胞的程序化死亡
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
◆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:
●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。
age-1 单基因突变，可提高平均寿命65%，提高最 大寿命110%。
细胞的程序化死亡
自由基攻击细胞的证据
细胞的程序化死亡
12.2 PCD (program cell death)
细胞的程序化死亡
细胞的程序化死亡
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。
细胞的程序化死亡
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）
变化。
细胞的程序化死亡
12. 2.2 Necrosis and apoptosis
细胞的程序化死亡
PCD
PCD
细胞的程序化死亡
Necrosis
细胞的程序化死亡
apoptosis
Biology and chemical character
DNA LADDER
180～200bp
转谷氨酰胺酶 tTG （tissue Transglutaminase） increase
细胞坏死 病理性变化或剧烈损伤 大片组织或成群细胞 破损
呈絮状 肿胀、内质网崩解 肿胀变大 无，细胞自溶，残余碎片被巨噬 细胞吞噬 随机降解，电泳图谱呈涂抹状
无
受基因调控
被动进行
无，不释放细胞内容物 有，释放内容物。 细胞的程序化死亡
PCD regulate nerve cell number
细胞的程序化死亡
细胞的程序化死亡
细胞凋亡和细胞坏死的区别
区别点 起因 范围 细胞膜
染色质 细胞器 细胞体积 凋亡小体
基因组 DNA 蛋白质合 成 调节过程 炎症反应
细胞凋亡 生理或病理性 单个散在细胞 保持完整，一直到形成凋 亡小体 凝聚在核膜下呈半月状 无明显变化 固缩变小 有，被邻近细胞或巨噬细 胞吞噬 有控降解，电泳图谱呈梯 状 有
1:形态学
细胞的程序化死亡
2:电泳方法
彗星电泳
细胞的程序化死亡
3:DNA TUNEL
细胞的程序化死亡
细胞的程序化死亡
4: Caspase activity Western blot
细胞的程序化死亡
细胞的程序化死亡
5: Flow cytometric analysis
细胞的程序化死亡
12.2.4 Unravel mechanism of apoptosis
细胞的程序化死亡
细胞的程序化死亡
早老症儿童与正常儿童的比较
细胞的程序化死亡
12.1.1 衰老细胞的特征
细胞的程序化死亡
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。
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
细胞的程序化死亡
Human fibroblast cultured in vitro
YONG
OLD
细胞的程序化死亡
细胞的程序化死亡
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
梯状； • ⑥凋亡通常是生理性变化，而细胞坏死是病理性
细胞的程序化死亡
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。
。
细胞的程序化死亡
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
Chapter 12
Cellular aging and programmed cell death
细胞的程序化死亡
12.1 Cellular百度文库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。
细胞的程序化死亡
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