第十四章 细胞的衰老死亡和癌变PPT课件

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※： 表中除红细胞生成素外，其它生长因子都能激
活多种类型细胞的增殖。
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■ CDK抑制蛋白控制细胞增殖的质量
■ Cdk抑制蛋白控制细胞增殖的质量
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P53将细胞阻止在S期的机理
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细胞死亡
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图14-6 细胞的两种死亡方式及其比较
细胞的两种死亡方式及其比较
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14.2.2 程序性细胞死亡
第十四章 细胞衰老、死亡与癌变
●细胞衰老 ●细胞凋亡 ●癌细胞
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14.1 细胞衰老
(cellular aging或cell senescence)
●衰老(senescing，aging):是机体在退化时期生理功能下降 和紊乱的综合表现,是不可逆的生命过程。人的衰老与细胞的衰 老相关联。
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现代人类面临着3种衰老： ◆生理性衰老 ◆病理性衰老（早衰） ◆心理性衰老 衰老是生命的普遍现象，发生在生态系统、群落、种群、个体、 细胞以及分子等不同层次。
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悉尼·布雷诺尔（英）
罗伯特·霍维茨（美）
约翰·苏尔斯顿（英）
2002年因程序性细胞死亡研究而获得诺贝尔生理学和医学奖
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Early researches ( Robert Horrid , 1986)
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C elegans: a millimeter long, transparent body only a few cell types, from zygote to mature adult only in 3.5days.
◆细胞核的变化
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●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
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◆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
cceedd--1111
nnuucc--11
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秀丽新小杆线虫细胞凋亡途径及相关基因
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线虫体细胞凋亡研究：PCD相关基因15个，分为四组：
1、决定死亡的两个基因：ces-1、ces-2。
2、执行死亡的四个基因：ced-3、ced-4、ced-9 和 egl-1。
3、7个与吞噬相关的基因：ced-1、ced-2、5、6、7、10、
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＆细胞衰老的机理
●衰老的基因程序理论 ◆细胞衰老的端粒假说 ◆细胞衰老的线粒体损伤论
1 ◆自由基理11 论 (free radical theory)
●衰老的损伤积累理论
衰老基因控制的早老综合症
左边是一个患早衰症的9岁儿童，右边 是一个患早老症的8岁儿童
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＆细胞衰老的机理
●衰老的基因程序理论 ◆细胞衰老的端粒假说 ◆细胞衰老的线粒体损伤论
体外培养的年轻和老的人成纤维细胞的显微形态
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●细胞的寿限
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●成年小鼠各类细胞的寿命
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＆细胞衰老的特征
■ 细胞内水分减少 ■ 色素生成和色素颗粒沉积 ■ 细胞质膜的流动性降低 ■ 线粒体发生突变 ■ 细胞核和内质网发生变化 ■ 细胞骨架体系发生变化 ■ 蛋白质合成降低
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◆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及膜内颗粒的分布也发生变化
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3、细胞凋亡的机理
■ 细胞凋亡过程：细胞凋亡由信号触发
● 死亡激活期(activation phase)：接受死亡信号并做出 反应，即接受指令并决定死亡。
● 死亡执行期(execution phase)：执行一套死亡程序。包 括染色质凝集并边沿化、细胞收缩形成凋亡小体、被吞噬细 胞吞噬和降解等。
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14.1.2 细胞的寿限
●Hayflick界限(Hayflick Limitation）
◆1961年，Leonard Hayflick 首次报道了体外培养的人的成 纤维细胞(human fibroblasts)具有增殖分裂的极 限。
◆概念：细胞，至少是培养的细 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。
Active site: Cysteine Cleavage site: Aspartic acid
程序性死亡细胞的 形态结构变化
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②生化特征：
◆细胞凋亡的主要特征是 内源性内切核酸酶将染色 质切割成大小为200bp倍 数的DNA 片段。
1 ◆凋亡细胞11tTG（组织转 谷氨酰胺酶tissue Transglutaminase） 积累并达到较高水平
DNA
凋 亡 细 胞 的 梯 状 谱 型
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秀丽新小杆线虫中参与细胞凋亡控制的基因
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秀丽新小杆线虫
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15个基因（大致可分为4组）分别在不同程度上与CE的PCD有关。
cceess--11 cceess--22
cceedd--33 cceedd--44 cceedd--99 eeggll--11
cceedd--11、、cceedd--22、、 cceedd--55、、cceedd--66、、 cceedd--77、、cceedd--1100、、
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4、核酸酶基因（nuc-1）, 控制DNA降解，但非PCD所必须。
保守性高，在哺乳动物中有相应同源物：
Ced-3=ICE（白细胞介素被覆酶，属半胱氨酸蛋白酶家族）,
Ced-4=Apaf-1, Ced-9=Bcl-2.
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细胞凋亡由一大类蛋白家族执行 — caspase
(1) Why called caspase?
1、程序性细胞死亡的概念
程序性细胞死亡(programmed cell death,PCD):又称为细 胞凋亡(apoptosis)是指为维持内环境稳定，由基因控制的 细胞自主的有序性的死亡。
2、细胞凋亡的特征
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①形态特征：细胞收缩，染色质包装分离；形成核碎片，细胞 表面出芽或起泡形成凋亡小体。凋亡小体被吞噬细胞吞噬降 解。
1 ◆自由基理11 论 (free radical theory)
●衰老的损伤积累理论
老人斑：自由基攻击细胞的见证 老年人皮肤上的老年斑（age spots）就 是自由基对细胞破坏的见证
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14.2 细胞死亡
14.2.1 多细胞有机体中细胞数量和质量的控制
■ 信号控制细胞的增殖
某些生长因子和它们的作用