细胞的生长增殖凋亡与保护课件

一、一、细胞的生长与增殖细胞的生长与增殖（一）、细胞周期（一）、细胞周期（二）、有丝分裂（二）、有丝分裂（三）、减数分裂（三）、减数分裂二、细胞衰老与细胞凋亡二、细胞衰老与细胞凋亡（一）、细胞衰老（二）、细胞凋亡三、细胞保护细胞保护一、细胞的生长与增殖1细胞增殖：指细胞通过细胞生长和分裂获得与母细胞一样遗传特性的子细胞，而使细胞数目成倍增加的生命现象。是生命活动的重要特征。细胞生长：细胞体积的增大包括细胞间质的增加、细胞干重、蛋白质及核酸含量的增加。细胞分裂：细胞数目的增多。一、细胞的生长与增殖一、细胞的生长与增殖细胞增殖：指细胞通过细胞生长和分裂获得与母细胞一样遗传特性的2细胞增殖是生物繁育的基础。成体生物通过细胞增殖来弥补生命活动过程中的细胞损失。细胞增殖受到严密的调控。对细胞增殖和细胞周期的研究具有重要的理论与实践意义。理论上，如组织和器官的形成。实践上，肿瘤的治疗。细胞增殖是生物繁育的基础。成体生物通过细胞增殖来弥补生命活动3例如：初生婴儿1012个细胞，成人1014个，约200种类型。成人每秒钟有数百万新细胞产生。一个大肠杆菌若按20分钟分裂一次，并保持这一速度，则两天即可超过地球的重量。例如：4一、细胞的生长与增殖一、细胞的生长与增殖细胞周期概述细胞周期指连续分裂的细胞从一次分裂结束到下一次分裂的结束所经历的过程。包括细胞分裂的物质准备和细胞分裂两个相互连续的过程。正常情况下，沿着G1SG2M期运转。细胞周期经历的时间称为细胞周期时间（Tc）。TG1变化最大，而TG2+TS+TM则相对稳定。一、细胞的生长与增殖细胞周期概述5Eucaryotic Cell Cycle Atypicalmammaliancellhasacellcycletimeof24hours,with12hrG1,6-8hrS,3-4hrG2,and1hrMEucaryoticCellCycleAtypica61：从增殖的角度看，细胞可分为3类：连续分裂细胞（周期中细胞）；在细胞周期连续运转。如表皮生发层、骨髓干细胞。静止期细胞（G0期细胞）；暂时脱离细胞周期，不进行增殖，但在适当刺激下可重新进入细胞周期的细胞。周期中细胞转化为G0期细胞多发生在G1期。如淋巴细胞、肝、肾细胞等。终端分化细胞；分化程度很高，一旦生成后，则终生不再分裂。如神经、肌肉、多形核细胞等。1：从增殖的角度看，细胞可分为3类：72：细胞周期中各个不同时期及主要事件细胞周期的运转十分有序；细胞周期的不同时期出现不同的关键性事件。这是基因有序表达的结果。与细胞分裂有关的基因，叫细胞分裂周期基因（cdc基因）。此种基因的有序表达，是受到一些控制点调控和监控的。如酵母细胞在DNA开始的稍前有启始点，在哺乳类叫R点（限制点，检验点）。这些特异的监控机制（检验点）可以监别细胞周期中的错误，并诱导产生特异的抑制因子，阻止细胞周期进一步运行。2：细胞周期中各个不同时期及主要事件细胞周期的运转十分有82：细胞周期中各个不同时期及主要事件（1）、G1期为细胞生长和DNA合成准备期，合成细胞生长所需要的各种蛋白质、糖类、脂类等，但不合成DNA。G1期分为G1早期和G1晚期，两期之间有一个限制点，是细胞在G1期的重要调控点。G1期早期的主要内容是细胞生长，有的细胞会长期停留在此期，即成为G0期细胞2：细胞周期中各个不同时期及主要事件（1）、G1期92：细胞周期中各个不同时期及主要事件（2）、S期即DNA合成期新的组蛋白也是在S期合成的。真核细胞新合成的DNA立即与组蛋白结合，共同组成核小体串珠样结构。（3）、G2期为细胞分裂准备期细胞核内DNA的含量已经增加一倍。其它结构物质和相关的亚细胞结构也已做好了进入M期的准备。但细胞能否顺利地进入M期，要受到G2期检验点的控制。2：细胞周期中各个不同时期及主要事件（2）、S期即DNA合102：细胞周期中各个不同时期及主要事件（4）、M期即细胞分裂期。真核细胞的细胞分裂主要包括两种方式，即有丝分裂和减数分裂（成熟分裂）；还有少见的无丝分裂。无丝分裂：又称直接分裂，由Remark（1841）发现于鸡胚血细胞，不涉及纺锤体形成及染色体变化。有丝分裂：又称间接分裂，由Fleming(1882)和Strasburger(1880)发现。减数分裂：DNA复制1次，细胞连续分裂2次。2：细胞周期中各个不同时期及主要事件（4）、M期即细11二、细胞衰老与细胞凋亡二、细胞衰老与细胞凋亡（一）、细胞衰老（一）、细胞衰老概念：CellAging，CellSenescence，正常环境下发生的细胞生理功能和增殖能力的减弱，以及细胞形态结构发生改变并趋向死亡的现象，又称老化。后果：机体衰老、老年病二、细胞衰老与细胞凋亡（一）、细胞衰老12衰老是生命的普遍现象，发生在生态系统、群落、种群、个体、细胞以及分子等不同层次。然而细胞衰老的认识却经历了一个曲折而漫长的过程，由早期的细胞“不死性”的观点发展到现今被普遍接受的细胞增殖能力和寿命有限的观点。衰老是生命的普遍现象，发生在生态系统、群落、种群、个体、细胞131、体外培养细胞的衰老与、体外培养细胞的衰老与Hayflick界限界限Hayflick等人的研究证实：细胞，至少是培养的细胞，不是不死的，而是有一定的寿命；细胞的增殖能力不是无限的，而是有一定的界限，这就是著名的Hayflick界限。他们的工作是对细胞“不死性”学说的彻底否定。研究发现，物种寿命与培养细胞之间存在着正相关的关系，即寿命愈长，其培养细胞的传代次数愈多。反之，其培养细胞的传代次数愈少。对于在体外培养的二倍体细胞，是细胞核决定细胞的衰老；就细胞内外环境因素而言，是细胞内部因素决定细胞的衰老。特例：永生化细胞无限传代，无接触抑制性多源于恶性肿瘤细胞1、体外培养细胞的衰老与Hayflick界限Hayfli142、细胞在体内条件下的衰老、细胞在体内条件下的衰老衰老是细胞分裂速度减慢，其原因主要是G1期明显延长，而S期的长度变化不大。分裂次数有限。2、细胞在体内条件下的衰老衰老是细胞分裂速度减慢，其原因153、细胞衰老的特征A：形态变化细胞：体积减小，细胞皱缩细胞膜：流动性降低，细胞连接减少细胞核：核膜内陷，核内包含物形成染色质凝集、固缩细胞质：色素沉积,糖原减少,脂肪积聚,空泡形成线粒体数目减少、体积增大内质网数目减少高尔基体破碎溶酶体体积增大3、细胞衰老的特征A：形态变化细胞：体积减小，细胞皱缩16B：分子水平的变化1.DNA：复制与转录受阻，端粒DNA、mtDNA缺失。DNA氧化、断裂、缺失和交联，甲基化程度降低。2.RNA：含量减少。3.蛋白质：含成下降，发生修饰、交联。4.酶分子：物理与化学特征改变，酶失活。5.脂类：不饱和脂肪酸被氧化。B：分子水平的变化1.DNA：复制与转录受阻，端粒DNA、174、细胞衰老的分子机理（一）基因转录或翻译差错，代谢废物积累（二）活性氧基团（三）染色体端粒缩短（四）衰老基因与抗衰老基因但均末有最终定论。但均末有最终定论。4、细胞衰老的分子机理（一）基因转录或翻译差错，18二、细胞衰老与细胞凋亡二、细胞衰老与细胞凋亡（二）、细胞死亡1：细胞死亡（celldeath）：是细胞衰老的结果，是细胞生命现象不可逆的停止及细胞生命的结束,它是维持组织机能和形态所必需的。但细胞死亡并非与机体死亡同步。二、细胞衰老与细胞凋亡（二）、细胞死亡19（二）、细胞死亡（二）、细胞死亡2：细胞死亡分类被动死亡-细胞坏死（cellnecrosis）细胞受到环境因素的影响，导致细胞死亡的病理过程。主动死亡-程序性细胞死亡(PCD)，细胞凋亡(apoptosis)为维持机体内环境的稳定，细胞发生的主动的、需要消耗能量、有基因控制的自我消亡过程。（二）、细胞死亡2：细胞死亡分类20图A：细胞坏死；图B,C：细胞凋亡图A：细胞坏死；图B,C：细胞凋亡21（二）、细胞死亡（二）、细胞死亡3：细胞凋亡的生理意义细胞凋亡的生理意义 去除无用结构，维持机体稳态控制细胞数目去除有害细胞细胞自我保护（二）、细胞死亡3：细胞凋亡的生理意义224：细胞凋亡的形态学改变：细胞凋亡的形态学改变1.细胞：细胞皱缩2.细胞膜：完整，微绒毛减少，细胞连接减少3.细胞核：染色质凝集，裂解4.细胞质：胞质浓缩，细胞器改变5.凋亡小体(apoptoticbodies)：凋亡细胞表面形成的一些突起，由完整细胞膜包裹，内含细胞器、染色质片段的结构。凋亡的主要形态结构之一4：细胞凋亡的形态学改变1.细胞：细胞皱缩23细胞的生长增殖凋亡与保护课件24A.Normal cell B.Apoptosis C.Apoptotic bodiesA.NormalcellB.Apoptosis255：细胞凋亡的生化改变：细胞凋亡的生化改变1.DNA片段化形成梯状条带（细胞凋亡的典细胞凋亡的典型特征型特征）核酸内切酶特异性切断核小体连接区DNA链2.RNA和蛋白质合成增加，消耗ATP3.钙离子浓度升高4.多种蛋白酶参与5.线粒体改变 5：细胞凋亡的生化改变1.DNA片段化形成梯状条带（细胞凋26细胞的生长增殖凋亡与保护课件27细胞凋亡与疾病、疾病治疗细胞凋亡与疾病、疾病治疗细胞凋亡导致器官早衰 器官功能降低、不全 免疫系统疾病 肝病：酒精性肝病，病毒性肝炎等 肿瘤细胞凋亡与疾病治疗 诱导凋亡肿瘤 抑制凋亡器官早衰细胞凋亡与疾病、疾病治疗细胞凋亡导致28凋亡、坏死比较凋亡、坏死比较细胞凋亡细胞凋亡细胞坏死细胞坏死能量能量ATPATP不依赖不依赖ATPATP细胞形态细胞形态皱缩皱缩肿胀肿胀细胞膜细胞膜完整完整破裂破裂细胞器细胞器形态完整形态完整肿胀破裂肿胀破裂细胞核细胞核染色质凝集断裂染色质凝集断裂固缩，核膜破裂固缩，核膜破裂凋亡小体凋亡小体有有无无DNADNA规律断裂，梯状条带规律断裂，梯状条带随机降解随机降解分子机制分子机制多基因参与，有序调控多基因参与，有序调控无基因调控无基因调控蛋白质合成蛋白质合成有有无无代谢反应代谢反应蛋白酶逐次参与蛋白酶逐次参与无秩序反应无秩序反应周围组织炎性反应周围组织炎性反应无无有有对机体的影响对机体的影响生长发育代谢需要生长发育代谢需要有损伤破坏作用有损伤破坏作用凋亡、坏死比较细胞凋亡细胞坏死能量ATP不依赖ATP细胞形态29三三 、细胞保护、细胞保护1.概念概念：指细胞对于各种有害因素的适应能力或抵御能力。2.细胞保护因子细胞保护因子：具有防止或明显减轻有害物质对机体细胞的损伤或致死作用的物质。三、细胞保护1.概念：指细胞对于各种有害因素的适应能力或抵303、细胞保护的主要方式、细胞保护的主要方式：直接细胞保护和适应性细胞保护。直接细胞保护直接细胞保护：指某些细胞合成物或药物对细胞的直接保护作用，如前列腺素、脑肠肽等。适应性细胞保护适应性细胞保护：可能是一种自然的防御机制，为弱刺激作用后可增强细胞对强刺激的抵抗力，从而减轻强刺激对细胞的损伤。3、细胞保护的主要方式：直接细胞保护和适应性细胞保护。31