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1、第十一章細胞衰老與凋亡11.1細胞衰老細胞凋亡細胞衰老細胞衰老的分子機制衰老細胞的特征細胞在體內(nèi)的衰老早期細胞衰老研究細胞衰老的概念1090–131=959(cells)CellSenescenceandCellApoptosisCellSenescence∑細胞衰老與細胞凋亡∑細胞衰老與細胞凋亡細胞衰老,CellSenescence11.1.1早期的細胞衰老研究¢CellSenescence,cellularaging(老化):¢1883年,魏斯曼:種質(zhì)不死而體質(zhì)會ò是指細胞隨著年齡的增加,機能和結(jié)構(gòu)發(fā)生衰老和死亡的學說;退行性變化,趨向死亡的不可逆的現(xiàn)象;¢Ca
2、rrel和Ebeling:細胞“不死性”學說(依據(jù):培養(yǎng)的雞心臟細胞可以無限ò衰老和死亡是生命的基本現(xiàn)象;增殖);ò衰老過程發(fā)生在生物界的整體水平、種群水¢20世紀40-50年代,L系小鼠細胞和平、個體水平、細胞水平以及分子水平等不AugustWeismannHela細胞系的建立,鞏固細胞不死性(1834-1914)同層次。觀點。p445∑細胞衰老與細胞凋亡∑細胞衰老與細胞凋亡11.1.2Hayflick界限①細胞增殖能力與供體年齡有關(guān)(Hayflicklimitation)¢定義:¢肺成纖維細胞體外培養(yǎng):ò細胞,至少是培養(yǎng)的細胞不是不死,而是有一定壽命,他們的增殖
3、能力不是無限的,而是有胎兒:傳代50次;一定界限¢L.Hayflick(1961)報道:成人:傳代20次人的成纖維細胞在體外培養(yǎng)時增殖次數(shù)是有限的(40~60次),因而提出:¢早老癥、Werner綜合癥患者成纖維細胞體外①細胞增殖能力與供體年齡有關(guān)只傳代2-4次。②物種壽命與培養(yǎng)細胞壽命之間存在確定的相關(guān)關(guān)系。1∑細胞衰老與細胞凋亡∑細胞衰老與細胞凋亡成人早老綜合征,維爾納氏綜合征嬰幼兒早衰癥(WernerWerner‘ssyndromeWerner‘ssyndrome)HutchinsonHutchinson-GilfordsyndromeHutchinson-G
4、ilfordsyndrome¢1歲時出現(xiàn)明顯的衰老,12~18歲生命結(jié)束,早衰癥患者體內(nèi)解旋酶發(fā)生突變。p4523¢平均39歲時出現(xiàn)衰老,47歲生命結(jié)束∑細胞衰老與細胞凋亡∑細胞衰老與細胞凋亡②物種壽命與培養(yǎng)細胞壽命之間存在問題:確定的相關(guān)關(guān)系¢培養(yǎng)的人二倍體細胞的衰老項目平均壽命(歲)傳代次數(shù)是細胞本身決定的Galapagos龜17590-125or小鼠3.514-28由于培養(yǎng)環(huán)境的惡化?∑細胞衰老與細胞凋亡∑細胞衰老與細胞凋亡Hayflick:細胞培養(yǎng)實驗Wright&Hayflick實驗¢胞質(zhì)體(cytoplast)×完整細胞:¢以間期有無巴氏小體為供體細胞的
5、標記¢老年♂個體的細胞+年輕♀個體的細胞:年輕胞質(zhì)體×年老完整細胞雜種細胞培養(yǎng),統(tǒng)計倍增次數(shù)不分裂¢結(jié)論:雜種細胞年老胞質(zhì)體×年輕完整細胞決定細胞衰老的因素在細胞內(nèi)部而不在外部環(huán)境。能分裂¢結(jié)論:細胞核而不是細胞質(zhì)決定了細胞的衰老。p4452∑細胞衰老與細胞凋亡∑細胞衰老與細胞凋亡11.1.3細胞在體內(nèi)條件下的衰老實驗:小鼠小腸腺窩上皮細胞的Tc¢人體細胞的動態(tài)分類¢材料:不同月齡(2vs27)BCF1小鼠ò更新組織——上皮細胞、血細胞;¢結(jié)果:2月齡Tc=10.1h27月齡Tc=15.2h構(gòu)成更新組織的細胞(3類):①干細胞②過渡細胞③成熟細胞¢結(jié)論:隨著年齡↑,
6、Tc明顯延長;ò穩(wěn)定組織——肝、腎細胞、軟骨細胞;主要是G1期明顯延長ò恒久組織——神經(jīng)元、骨骼、心肌細胞;¢原因?——通過組織移植技術(shù)研究的結(jié)果ò可耗盡組織——人類的卵巢實質(zhì)細胞?!萍毎ダ吓c細胞凋亡∑細胞衰老與細胞凋亡實驗1:近交系小鼠皮膚移植實驗實驗2:骨髓干細胞移植實驗¢Hi-rokawa:¢Krohn:移植入年輕年老受體動物的強輻射處理移植移植免疫功能復壯小鼠親代皮膚F1代F2代年老動物,動物干細胞破壞其免疫干細胞移植入年老免疫反應維持結(jié)果:移植皮膚細胞的壽命遠遠超過其供體的壽命動物干細胞在較低水平上結(jié)論:引起小鼠皮膚衰老的因素主要是——¢結(jié)論:老年動物干
7、細胞的免疫缺陷只是在老年體內(nèi)環(huán)境。受體中才表達?!萍毎ダ吓c細胞凋亡∑細胞衰老與細胞凋亡11.1.4衰老細胞的特征11.1.4衰老細胞的特征閱讀p447-448¢衰老細胞結(jié)構(gòu)的變化:¢衰老細胞分子水平的變化ò細胞核的變化:核膜內(nèi)折、染色質(zhì)固縮化òDNA:復制與轉(zhuǎn)錄受阻,端粒DNA、mtDNA缺失。DNA斷裂、缺失和交聯(lián),甲基化程度ò內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的變化:rER總量下降;降低;ò線粒體的變化:數(shù)量減少、體積增大,內(nèi)容物網(wǎng)òRNA:含量降低;狀化、形成多囊體、外膜破壞、多囊體釋出……ò蛋白質(zhì):含成下降,發(fā)生修飾、交聯(lián);ò致密體生成ò酶分子:失活;ò膜系統(tǒng)的變化:液晶相轉(zhuǎn)變?yōu)?/p>