Chapter 14 细胞衰老、死亡与癌变

14.1 细胞衰老 衰老的概念 现代人类面临着3种衰老： ◆生理性衰老 ◆病理性衰老 ◆心理性衰老 14.1 细胞衰老 衰老的概念 ●衰老(senescing，aging)是机体在退化时期生理功能下降和紊乱的综合表现,是不可逆的生命过程。人的衰老与细胞的衰老相关联。 现代人类面临着3种衰老： ◆生理性衰老 ◆病理性衰老 ◆心理性衰老

Hayflick界限 ①正常细胞只能传一定的代数 ②新生细胞比老细胞传的代数多 ③不同动物细胞可传代数与动物寿命有关 1961年，Hayflick 首次报道了体外培养的人成纤维细胞(human fibroblast)具有增殖分裂的极限。 ①正常细胞只能传一定的代数 ②新生细胞比老细胞传的代数多 胚胎的成纤维细胞可传50代，成年组织的成纤维细胞只能传15~30代，患有Werner综合症的儿童身上分离的成纤维细胞只能传2~10代。 ③不同动物细胞可传代数与动物寿命有关 龟的细胞在体外能分裂100次，小鼠的细胞在体外分裂的次数不超过30次。

体外培养的年轻和老的人成纤维细胞的显微形态

物种的寿命与体外培养时细胞传代次数的关系

14.1.3 细胞衰老的特征 细胞内水分减少 色素颗粒沉积 质膜流动性降低 线粒体数量减少，体积增大 细胞核不断增大，核膜内折，染色质固缩化 蛋白质合成速度降低，一些与衰老有关的蛋白出现。

14.1.4 细胞衰老的理论 ◆衰老的基因程序理论 ◆衰老的损伤积累理论 ◆细胞衰老的端粒假说 ◆细胞衰老的线粒体损伤论 ◆自由基理论

早老症儿童与正常儿童的比较

自由基攻击细胞的证据

14.2 细胞死亡 14.2.1 程序性细胞死亡及其特性 细胞死亡有两种形式，分别为：坏死性死亡和程序性死亡。 14.2.1 程序性细胞死亡及其特性 ◆程序性细胞死亡(programmed cell death,PCD) 指为维持内环境稳定，由基因控制的细胞自主的有序性的死亡，它涉及一系列基因的激活、表达以及调控等的作用，具有生理性和选择性的。(p602)

细胞凋亡和坏死的区别(P603) ◆引起的原因 ◆死亡的过程 ◆引起炎症反应

细胞坏死与程序性细胞死亡

■程序性细胞死亡的特征 ● 形态学特征：细胞变圆，染色质聚集、分块，胞质皱缩 ●形成凋亡小体：核DNA断裂成核小体片段，聚集浓缩形成染色质块，核纤层断裂消失，核膜断裂形成核碎片。 整个细胞通过发芽(by budding)、起泡(byzelosls)或分隔等方式形成凋亡小体(apoptotic body)， 凋亡小体被周围细胞或单核细胞吞噬 ●染色质 DNA的有控裂解 内源性内切核酸酶切割的染色质DNA断片大小是有规律的，都为200bp的倍数，电泳或离心室呈现出梯状(1adder)谱型

程序性死亡细胞的形态结构变化 细胞缓慢收缩 染色质包装和分离 细胞质凝聚 核片段化 发芽、起泡 细胞裂成小片 凋亡小体 吞噬细胞

程序性死亡细胞的DNA降解

14.2.4 程序性细胞死亡的意义 ◆程序性细胞死亡在形态建成中起重要作用。 ◆调节细胞的数量和质量

程序性细胞死亡在小鼠脚趾形成中的作用

蝌蚪向蛙发育的变态反应中程序性细胞死亡的作用

程序性细胞死亡对发育中神经细胞数量的调节

14.3 癌细胞

14.3.1 癌生物学 癌的类群 癌细胞是一种突变的体细胞，脱离了细胞社会关于增殖和存活的控制，可以无限制的增殖产生肿瘤。 ◆癌(carcinoma) 从组织的外表面和内表面生长的癌; ◆瘤(sarcoma) 源于中胚层形成的支持组织（骨、软骨、脂肪、结缔组织和肌组织等）中形成的癌。 ◆淋巴瘤(lymphoma)和白血病(leukemia) 是由淋巴和血液产生的癌，白血病主要是指癌细胞已经大量进入血液中。

癌细胞的基本特征 （1）失去生长的接触抑制 （2）自分泌激活 某些癌细胞能够分泌刺激自身增殖的生长因子促进自身分裂。 （ 3 ）细胞死亡特性改变 癌细胞丧失了程序化死亡机制。 （4）失去间隙连接 （5）染色体异常 癌细胞常常出现染色体缺失或增加，染色体常非整倍。 （6）细胞骨架变化 癌细胞的细胞骨架不仅少而且杂乱无章。 （7）细胞表面蛋白减少，细胞粘着降低

癌细胞的自分泌生长刺激

癌细胞转移

14.3.2 癌的起因：物理和化学致癌物 化学致癌物 辐射对癌的诱发 病毒的诱发 遗传因素

化学致癌物

14.3.3 肿瘤发生遗传学 癌发生的进程 结肠癌和脑瘤恶性转变的多步发展过程

肿瘤抑制基因、癌基因与原癌基因 ◆肿瘤抑制基因(tumor suppressor gene) 是细胞的制动器(brake),它们编码的蛋白质抑制细胞生长，并阻止细胞癌变。 在正常的二倍体细胞中，每一种抑癌基因都有两个拷贝，只有当两个拷贝都丢失了或两个拷贝都失活了才会使细胞失去增殖的控制，只要有一个拷贝是正常的，就能够正常调节细胞的周期。

肿瘤抑制基因与原癌基因突变对细胞的影响

◆原癌基因（proto-oncogene） 是细胞的正常基因，它们编码的蛋白质在正常细胞中通常参与细胞的生长与增殖的调节。 但突变后成为促癌的癌基因(cancer-promoting oncogene)，导致细胞癌变。 ◆癌基因(oncogene) 是细胞加速器，它们编码的蛋白使细胞生长不受控制，并促进细胞癌变。大多数癌基因都是由与细胞生长和分裂有关的正常基因(原癌基因)突变而来。

病毒癌基因与癌的诱发 ◆细胞癌基因(cellular oncogene，c-onc) 由细胞原癌基因突变而来； ◆病毒癌基因(viral oncogene，v-onc) 大约已经鉴定了100多种不同的癌基因，它们中的大多数属于RNA肿瘤病毒基因组中的基因。

癌基因转化

RNA 肿瘤病毒癌基因起源的假说模型

◆P53基因是迄今发现与人类肿瘤相关性最高的基因。该基因编码一种分子质量为53kDa的磷酸化蛋白质，命名为P53。

Role of p53 in G1 arrest induced by DNA damage DNA damage, such as that resulting from irradiation, leads to rapid increases in p53 levels. The protein p53 then signals cell cycle arrest at the G1 checkpoint.

一、名词解释 Hayflick界限、细胞凋亡、 肿瘤抑制基因、癌基因与原癌基因 二、简答题 1.细胞凋亡和坏死的区别。 2.癌细胞的基本特征

1961年，Hayflick 首次报道了体外培养的人成纤维细胞(human fibroblast)具有增殖分裂的极限。并发现①正常细胞只能传一定的代数，②新生细胞比老细胞传的代数多，③不同动物细胞可传代数与动物寿命有关。由于上述规律是Hayflick研究和发现的，故称为Hayflick界限。