第十三章__细胞衰老与凋亡10

发布时间：2024-11-08

第十三章程序性细胞死亡与细胞衰老

第十三章程序性细胞死亡与细胞衰老细胞的死亡是个体的死亡，对于多细胞生物而言，细胞的死亡并不意味着个体生命的终结；相反，细胞死亡是维持个体的正常生长发育及其生命活动所必需的，其重要性不亚于细胞的增殖。细胞的衰老，即复制衰老，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。个体的衰老(aging)是指随着年龄的增加，机体功能呈现退行性变化，并但随着生殖能力的下降和死亡率上升的现象。

●程序性细胞死亡 ●细胞衰老

第一节程序性细胞死亡动物细胞的程序性死亡

死亡方式：凋亡(apoptosis) 坏死(necrosis) 自噬(autophagy) 植物细胞的程序性死亡酵母细胞的程序性死亡

蝌蚪尾的消失

脊椎动物的神经系统的发育

发育过程中手和足的成形过程

动物细胞的程序性死亡●概念：细胞凋亡是一个主动的由基因决定的自动结束生命的过程，所以也常常被称为细胞编程死亡(programmed cell death, PCD)。凋亡细胞将被吞噬细胞吞噬。 ●生物学意义：细胞凋亡对于多细胞生物个体发育的正常进行，自稳平衡的保持以及抵御外界各种因素的干扰方面都起着非

常关键的作用

细胞凋亡的形态学、生化特征细胞凋亡的检测细胞凋亡的分子机制

细胞凋亡的形态学特征：

◆凋亡的起始：细胞表面的特化结构如微绒毛消失，细胞间接触的消失，但细胞膜依然完整；线粒体大体完整，但核糖体逐渐从内质网上脱离，内质网囊腔膨胀，并逐渐与质膜融合；染色质固缩，形成新月形帽状结构等形态，沿着核膜分布 ◆凋亡小体的形成：核染色质断裂为大小不等的片段，与某些细胞器如线粒体一起聚集，为反折的细胞质膜所包围。细胞表面产生了许多泡状或芽状突起，逐渐形成单个的凋亡小体。 ◆凋亡小体逐渐为邻近的细胞吞噬并消化

胞凋亡的生化特征◆细胞凋亡的主要特征是形成大小为180~200bp特征性的DNA ladders ◆组织转谷氨酰胺酶tTG(tissue Transglutaminase)积累并达到较高水平

细胞凋亡的检测◆形态学观测：染色法、透射和扫描电镜观察 ◆DNA电泳：DNA片段就呈现出梯状条带 ◆ TUNEL 测定法，即末端脱氧核苷酸酶移换酶介导的 dUTP缺口末端标记测定法。 ◆彗星电泳法(comet assay)

◆流式细胞分析

细胞凋亡的检测◆形态学观测：染色法、透射和扫描电镜观察台盼兰：活细胞 DAPI,Giemsa:结合DNA 染色质异固缩、凋亡小体的形成、细胞发泡

细胞凋亡的检测◆DNA电泳：DNA片段就呈现出梯状条带细胞色素c诱导的凋亡

细胞DNA电泳图

1.细胞色素c诱导0 h 2.细胞色素c诱导1 h 3.细胞色素c诱导2 h 4.细胞色素c诱导3 h 5.细胞色素c诱导4 h 6.阴性对照 7.Marker ( 自赵允、翟中和)

细胞凋亡的主要特征是形成大小为 180~200bp特征性的DNA ladders

细胞凋亡的检测◆TUNEL测定法(DNA断裂的原位末端标记法，末端脱氧核苷酸酶移换酶介导的dUTP缺口末端标记测定法)

◆彗星电泳法(comet assay):将单个细胞悬浮于琼脂糖凝胶中，经裂解处理后，再在电场中进行短时间的电泳，并用荧光染料染色。 ◆流式细胞分析:凋亡细胞DNA发生断裂和丢失，呈亚二倍体状态。

三、细胞凋亡的分子机制●诱导细胞凋亡的因子 ●Caspase家族与凋亡： Caspase依赖性的细胞凋亡

由死亡受体起始的外源途径：配体是肿瘤坏死因子(TNF) 家族成员由线粒体起始的内源途径：细胞色素 c 的释放，线粒体外膜通透性的改变受BCL-2 家族的调控

Caspase非依赖性的细胞凋亡凋亡诱导因子(AIF) 限制性内切核酸酶G ●p53与细胞凋亡

细胞凋亡与坏死●二者的主要区别：细胞凋亡过程中，细胞质膜反折，包裹断裂的染色质片段或细胞器，然后逐渐分离，形成众多的凋亡小体(apoptotic bodies),凋亡小体则为邻近的细胞所吞噬。整个过程中，细胞质膜的整合性保持良好，死亡细胞的内容物不会逸散到胞外环境中去，因而不引发炎症反应。在细胞坏死时，细胞质出现空泡，细胞质膜破损，细胞内容物，包括膨大和破碎的细胞器以及染色质片段释放到胞外，导致炎症反应。在细胞坏死过程中染色质不发生凝集，也不产生有规律的200bp的DNA 降解片段，而是被随即降解，琼脂糖凝胶电泳是呈现弥散性分布，俗称“拖尾”现象。细胞坏死可能是“程序性死亡的”的另一种形式，具有包括引发炎症反应在内的重要生理功能。当细胞凋亡不能正常发生而细胞必须死亡时，坏死作为凋亡的“替补”方式被细胞采用.

分裂旺盛的细胞由DNA损伤引发的ATP水平急降会导致细胞坏死，二分裂迟滞的细胞抵抗DNA损伤的能力较强。

持续增殖细胞DNA损伤氨基酸脂肪酸

非持续增殖细胞氨基酸脂肪酸

NAD+

PARP

ADP-核糖

大分子合成

氧化磷酸化

大分子合成

氧化磷酸化

ATP

细胞质中NAD+浓度下降葡萄糖糖酵解丙酮酸氧化磷酸化