文档介绍：细胞的衰老和死亡
细胞生物学及遗传学教研室蒲淑萍
2012年6月
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第一节细胞衰老
一、细胞衰老的概念
细胞衰老(cellular aging)是在正常
情况下随着年龄的增加,细胞内部结构的衰
变及功能的衰退或丧失,细胞趋向死亡的不
可逆的现象。
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◆机体衰老、细胞衰老——两个不同的概念,
两个密切相关的过程。
一般生物预期寿命是性成熟年龄的8-10倍。人
类未能达到预期寿命的原因?
人的小肠上皮2-5天更新一次
胰腺上皮细胞的更新约需50天
表皮细胞更新一次约1-2个月
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◆ Hayflick界限(Hayflick Limitation)
细胞有一定的寿命,它们的增殖能力有
一定的界限(最高分裂次数)。
离体培养的细胞,若以1:2的比率连续进行传代,则平均只
能传40-60代。
细胞,至少是培养的细胞不是不死的,而是有一定的寿命。
龟:90-125
鸡:15-35
成纤维细胞的最高分裂次数
小鼠:14-28
人胚:40-60
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Hayflick还发现:
①动物细胞在体外可以传代的次数与物种的寿命有关。
动物寿命细胞传代寿命
鼠 14-28代
龟 175年 90-125代
②体外培养的细胞传代次数与细胞来源个体的年龄成反比。
成人成纤维细胞 10-20代
反映了个体细胞在体
胎儿成纤维细胞 20-50代内的衰老状况
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I II III
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二、细胞衰老的特征
◆衰老动物体内,细胞分裂速度显著减慢,其原因主
要是G1期明显延长。
◆衰老个体内的环境因素影响了细胞的增殖和衰老。
◆骨髓干细胞移植实验说明随着年龄的增加,干细胞
增殖速度也趋缓慢。
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细胞水分减少,体积缩小
膜体系的变化
细胞器的改变
细胞核的变化
线粒体的老化
内质网的变化
溶酶体的变化
细胞骨架的改变
细胞内生化改变
细胞外基质改变
致密体的生成
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三、细胞衰老的机理
迄今为止曾提出过的衰老假说和理论竟多达300
种以上,多是从不同角度和深度反映了衰老这一复
杂过程的某一侧面或层次。
概括起来主要有差错学派(Error theories)
和遗传学派(ic theories)两大类,
前者强调衰老是由于细胞中的各种错误积累引
起的,后者强调衰老是遗传决定的自然演进过程。
其实,现在看来两者是相互统一的。
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●衰老基因与抗衰老基因:研究表明当细胞衰老时,
一些衰老相关基因(SAG)表达特别活跃,其表
达水平大大高于年轻细胞,已在人1号、4号、7号
及X染色体上发现SAG。
●线粒体DNA与衰老:mtDNA突变(特别是缺失)
积累与细胞衰老有关。
●端粒与衰老:基于端粒长度与衰老有着密切的关
系,提出了细胞衰老的“有丝分裂钟”学说
(Harley,1990)。资料表明人的成纤维细胞端
粒每年缩短14-18 bp。
●细胞周期与衰老:在衰老的人成纤维细胞中无
Cdk2合成,cyclinA、 cyclinB表达也受抑制。
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