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1、,新乡医学院生命科学技术学院,细胞衰老的机制The Mechanism of Cell Senescence,细胞生物学,2,Contents,细胞生物学,3,一、细胞衰老的相关概念（熟悉）,细胞衰老（cell senescence)指细胞在正常环境条件下发生的生理、生殖能力的减弱以及形态改变，并趋向死亡的现象。人体衰老与细胞衰老既有联系又有区别。,细胞生物学,4,1.细胞的寿命界限 Hayflick界限：细胞有一定的寿命，其增殖能力有一定的界限。,不同年龄 的人成纤维细胞的增殖代数,细胞生物学,5,2.动物体细胞在体外传代次数与物种寿命有关,细胞生物学,6,3.细胞的分裂能力与个体的年龄有关
2、,8岁,细胞生物学,7,混合培养/单独培养,两种细胞在两种培养方式中细胞倍增次数相同,细胞内部因素决定细胞的衰老,4.细胞核决定细胞衰老的表达,实验：,细胞生物学,8,胞质体,完整细胞,实验：,细胞融合,细胞分裂能力取决于完整细胞的年龄,细胞核决定了细胞衰老的表达,细胞生物学,9,二、细胞衰老的特征（掌握）1.细胞内水分减少 细胞脱水收缩。不溶性蛋白质增多，细胞硬度增加，代谢速率减慢。,细胞生物学,10,2.色素颗粒沉积增多脂褐素-黄褐色的圆或椭圆形颗粒，由溶酶体转化而来。肝、肌、神经细胞中的积聚最明显。,神经细胞胞浆中脂褐素堆积,细胞生物学,11,3.膜系统的衰老变化（1）膜上微绒毛数目增加
3、，补偿了衰老时细胞间联系的衰退；（2）细胞膜由液晶相转变为凝胶相，膜的流动性降低；（3）溶酶体的数量及体积 增加而酶活性降低。,细胞生物学,12,（4）线粒体的数量增多、体积增大、嵴减少。线粒体崩解是细胞衰老的重要标志。,细胞核不凋亡,细胞核凋亡,细胞生物学,13,（5）糙面内质网逐渐减少，高尔基体囊泡肿胀、扁平囊泡断裂崩解。,细胞生物学,14,4.细胞核在衰老过程中的变化染色质固缩化；核膜内折。,细胞生物学,15,5.生化反应的改变,（1）蛋白质合成的速度下降核糖体的效率和准确性降低。蛋白质合成延伸因子的数量和活性降低。（2）细胞内酶的活性降低,酪氨酸酶,细胞生物学,16,衰老症状与原因分析
4、,皮肤干燥、发皱,头发变白,老人斑,饮食减少,细胞水分减少，体积减小,细胞内的酶活性降低,细胞内色素的累积,细胞膜通透性功能改变,细胞生物学,17,三、细胞衰老的学说（了解）,1.自由基学说 2.体细胞突变学说3.衰老基因学说 4.线粒体学说5.密码子限制学说6.基因调节学说7.端粒学说,为何数量这么多？,细胞生物学,18,（一）自由基学说（Harman 1995年诺贝尔奖提名）,（1）自由基(free radical)是含不成对电子的原子或基团，具有高度反应活性。可引发氧化性损伤的积累，最终导致细胞衰老。,细胞生物学,19,人体遇到的自由基主要是氧自由基（95%以上）。分为超氧阴离子自由基、
5、羟自由基、脂氧自由基、NO2和NO自由基。活性氧（过氧化氢、单线态氧和臭氧）。,细胞生物学,20,自由基来源：外源性、内源性。内源性自由基：a.由线粒体呼吸链电子泄漏产生；b.由氧化酶催化底物羟化产生。,自由基,机体衰老多种疾病,细胞生物学,21,（2）过多的自由基对细胞组分造成的损伤 氧化质膜中的不饱和脂肪酸；膜脆性增加、膜结构改变 氧化蛋白质中的巯基；使DNA链断裂、交联、碱基羟基化、碱基切除等。,细胞生物学,22,（3）细胞内清除过多自由基的机制,通过膜系统使自由基与 细胞其他组分隔离。,细胞生物学,23,保护性的酶 超氧化物歧化酶（Mn-SOD、Cu/Zn-SOD）过氧化氢酶（CAT）
6、谷胱甘肽过氧化物酶（GSH-Px）。,抗氧化剂中和自由基,细胞生物学,24,其他抗氧化物分子 维生素E、C、A，硒。胡萝卜素、番茄红素、葡萄籽OPC。,细胞生物学,25,（二）端粒学说,端粒由250-1500个TTAGGG重复顺序组成，记录细胞的年龄并预示死亡的时限。端粒由端粒酶催化合成。端粒酶是一种RNA依赖性的DNA聚合酶。,细胞生物学,26,端粒酶的结构示意图,蛋白质（绿色）与RNA（浅褐色）及DNA（紫色）联合在一起。,细胞生物学,27,细胞分裂，染色体末端总有5-20个碱基对的片段丧失，端粒将逐渐缩短。端粒酶活性（+）：胚胎、生殖和肿瘤细胞端粒酶活性（-）：正常组织,3,5,5,3,
7、RNA引物,3,3,RNA引物水解,5,5,细胞生物学,28,肿瘤细胞为何永生？,绝大多数恶性肿瘤具有端粒酶活性，而人正常体细胞中则没有。,细胞生物学,29,端粒酶的作用机制“爬行机制”,端粒酶利用酶分子内RNA亚基为模板，以53合成端粒的重复序列。端粒酶的模板RNA与端粒3端的杂交链之间发生移位和配对，周而复始。,爬行机制示意动画,细胞生物学,30,端粒酶的作用机制,细胞生物学,31,抗癌新策略：用RNAi抑制端粒酶,利用RNAi技术可以削弱癌细胞端粒酶的能力。可为从事端粒酶癌症研究的科学家提供研制出前所未有的，能有效治疗85癌症的抗癌药的机会。,细胞生物学,32,端粒长度可能只是人衰老的生
8、物学标志。,克隆羊多莉,细胞生物学,33,小 结,细胞衰老指细胞在正常环境条件下发生的生理、生殖能力的减弱以及形态改变，并趋向死亡的现象。细胞有一定的寿命，它们的增殖能力有一定的界限。动物体细胞在体外传代次数与物种寿命及个体的年龄有关。细胞衰老表现为细胞内水分减少、色素颗粒沉积增多、膜系统的衰老、核膜内折、染色质固缩化、蛋白质合成的速度下降、酶活性降低等特征。,细胞生物学,34,自由基对细胞内脂类、蛋白质、DNA 的氧化性损伤积累是造成细胞衰老的主要原因之一。人体依靠膜系统隔离开产生自由基的物质或位点，以及保护性的酶和一些抗氧化物分子清除自由基，SOD是清除自由基的主要力量。端粒记录细胞的年龄并预示死亡的时限。端粒长度是人衰老的生物学标志。,细胞生物学,35,思 考 题,1.什么是细胞衰老？2.细胞衰老的特征主要有哪些？3.简述细胞衰老的自由基学说及人体消除自由基的机制？4.端粒学说主要有哪些内容？,细胞生物学,36,参考文献,1.宋今丹主编.医学细胞生物学第3版.北京：人民卫生出版社2.杨抚华，胡以平主编.医学细胞生物学.北京：科学出版社3.凌诒萍主编.细胞生物学.北京：人民卫生出版社4.翟中和主编.细胞生物学.北京：高等教育出版社5.,细胞生物学,37,谢谢！,
