細(xì)胞衰老研究進(jìn)展.doc

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1、細(xì)胞衰老研究進(jìn)展吳其?。ò不战ㄖI(yè)學(xué)院，土木學(xué)院地質(zhì)專業(yè)，11地質(zhì)①班）[摘要]　細(xì)胞衰老的機(jī)理不詳。綜觀至目前的各種研究,主要與以下三方面因素有關(guān):(1)基因損傷的積累效應(yīng)。自由基不斷作用導(dǎo)致基因積累的錯(cuò)誤信息超出了機(jī)體的修復(fù)能力,引起細(xì)胞衰竭死亡。(2)生命鐘基因控制著細(xì)胞程序衰老。生物體細(xì)胞內(nèi)存在一系列基因,它們控制著細(xì)胞的生長、分化、老化和死亡。(3)染色體端粒的縮短。端粒的長度隨細(xì)胞的不斷分裂而縮短,當(dāng)DNA丟失到一定程度,細(xì)胞隨之發(fā)生衰老和死亡。端粒酶能延長被縮短的端粒,延遲細(xì)胞的衰老,端粒酶的活性受到許多因素影響,其中包括與衰老

2、有關(guān)的基因。[關(guān)鍵詞]　細(xì)胞衰老;　自由基;　生命鐘基因;　端粒　衰老是生物界的普遍現(xiàn)象,對多細(xì)胞有機(jī)體來說,由受精卵開始,通過分裂分化出執(zhí)行不同功能的細(xì)胞,這些細(xì)胞從產(chǎn)生時(shí)始,就處在衰老的過程中,直至死亡。多細(xì)胞有機(jī)體的體細(xì)胞大致可分為兩類,(1)干細(xì)胞:是已發(fā)生了分化但仍可產(chǎn)生同類型子細(xì)胞的細(xì)胞,在個(gè)體一生中,保持有絲分裂能力,能不斷補(bǔ)充被消耗的細(xì)胞,如表皮生發(fā)層細(xì)胞、造血干細(xì)胞、消化道的隱窩上皮生發(fā)細(xì)胞等,這類細(xì)胞衰老緩慢。(2)功能細(xì)胞:是不能分裂的高度特化細(xì)胞,常執(zhí)行一定細(xì)胞的功能后死亡,這些細(xì)胞一般不再分裂,但在受到某種刺激或再生時(shí)

3、,可恢復(fù)分裂能力,如上皮細(xì)胞、紅細(xì)胞等,這類細(xì)胞在執(zhí)行功能過程中可明顯地表現(xiàn)出衰老的征象。影響細(xì)胞衰老的因素很多,涉及到細(xì)胞內(nèi)基因及細(xì)胞外因素的影響,本文就目前細(xì)胞衰老的研究進(jìn)展從分子水平上進(jìn)行綜述。細(xì)胞衰老是細(xì)胞結(jié)構(gòu)和功能的改變積累至一定程度的后果。功能上,表現(xiàn)氧化磷酸化減少,呼吸速率減慢,酶活性及受體蛋白降低,導(dǎo)致細(xì)胞功能降低,細(xì)胞的增殖出現(xiàn)抑制,其生長停滯在細(xì)胞G1期,不能進(jìn)入S期[1],或停滯在有絲分裂后期[2]。形態(tài)上,不規(guī)則的和不正常分葉的核、多形性空泡狀線粒體、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)減少,高爾基體變形,色素、鈣、各種惰性物質(zhì)沉積,常有細(xì)胞膜性結(jié)構(gòu)

4、改變,如膜脂過氧化[3]。近年的研究發(fā)現(xiàn),某些衰老的細(xì)胞,有異常染色體、染色體端粒縮短及基因組的改變[4,5],細(xì)胞早衰現(xiàn)象也可見一些遺傳性疾病[6],表明細(xì)胞衰老是基因變化的后果。目前發(fā)現(xiàn)很多與細(xì)胞衰老有關(guān)的基因,如P53、P16ARF、P16INK4a、P19ARF、P18INK4a、Cip/kfamily、cdk2、cdk4、cyclinsD、cyclinsD3、cyclonesE等[6,7]。細(xì)胞衰老是多因素的,關(guān)于細(xì)胞衰老的機(jī)制方面的學(xué)說,主要體現(xiàn)在三方面。1　基因損傷的積累效應(yīng)一些學(xué)者認(rèn)為,細(xì)胞衰老是由物種的遺傳因素所決定的,由于基

5、因中的遺傳密碼逐漸積累了一些錯(cuò)誤信息或基因的丟失,造成蛋白質(zhì)合成錯(cuò)誤。開始,染色體中存在著密碼復(fù)制錯(cuò)誤的修復(fù)系統(tǒng),不斷地糾正復(fù)制錯(cuò)誤,但這種修復(fù)能力隨著分裂次數(shù)的增多而降低,同時(shí)修復(fù)系統(tǒng)本身的編碼也可發(fā)生錯(cuò)誤,導(dǎo)致編碼出錯(cuò)誤的修復(fù)酶,這方面最有代表性的是自由基導(dǎo)致細(xì)胞的衰老[8,9]。衰老的自由基理論是Harman于1995年在美國的原子能委員會(huì)提出的,他認(rèn)為衰老是自由基(主要是氧自由基)對細(xì)胞成分的有害攻擊造成,維持體內(nèi)適當(dāng)水平的抗氧化劑和自由基清除劑水平可以推遲衰老。30多年來,很多人對此進(jìn)行了研究,提供了大量實(shí)驗(yàn)事實(shí)支持這一理論,但也有一

6、些實(shí)驗(yàn)結(jié)果對這一理論提出質(zhì)疑。氧自由基是細(xì)胞正常代謝產(chǎn)生,一方面,它具有細(xì)胞毒性,另一方面它具有一些生物功能(如白細(xì)胞吞噬殺傷細(xì)菌),正常情況下,體內(nèi)有多種清除氧自由基的酶,能清除代謝過程中產(chǎn)生的氧自由基,主要有超氧化物歧化酶(SOD),以及過氧化氫酶和過氧化物酶。超氧化物歧化酶是體內(nèi)歧化超氧陰離子自由基的一個(gè)抗氧化酶,有兩類不同金屬離子的SOD,即Cu,ZnSOD和Mn,FeSOD,前者主要存在紅細(xì)胞和肝細(xì)胞里。盡管體內(nèi)有如此嚴(yán)密的防護(hù)體系,但仍然有一些氧自由基引起的損傷,因此在生物進(jìn)化中形成了另一道防護(hù)體系———修復(fù)體系,它能對損傷的蛋白質(zhì)

7、、酶和DNA修復(fù),對不正常蛋白質(zhì)進(jìn)行水解。一旦氧自由基產(chǎn)生過多,或抗氧化酶活性下降、修復(fù)體系受損時(shí),氧自由基就能對細(xì)胞造成損傷。體內(nèi)外實(shí)驗(yàn)表明:自由基可使細(xì)胞膜、線粒體膜脂質(zhì)過氧化及DNA損傷[3,4]。細(xì)胞膜脂質(zhì)過氧化的影響是多方面的,可減少對受體的配位結(jié)合,抑制ATP腺苷酸環(huán)化酶的活性,而ATP合成的改變將影響和限制細(xì)胞總代謝[9]。線粒體內(nèi)膜脂質(zhì)過氧化可造成膜流動(dòng)性減少,酶活性改變及ATP和ADP偶合載體流的減少,線粒體DNA損傷及丟失,引起線粒體依賴性的細(xì)胞衰老[10,11]。核膜的脂質(zhì)過氧化將直接損傷DNA,同時(shí),核-細(xì)胞質(zhì)交換和RN

8、A運(yùn)輸也將受到影響。目前認(rèn)為,氧自由基與DNA的嘌呤、嘧啶堿基及脫氧核糖的相互作用可引起DNA共價(jià)斷裂和鏈分離[9,11]。有實(shí)驗(yàn)表明體內(nèi)超氧化物歧化