端粒与衰老、肿瘤的关系及人的寿命_PPT幻灯片

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[课件]端粒酶及它的PPT

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端粒酶与衰老的关系
2010年11月28日发表于《自然》杂志的实 验
实验证明
使小鼠缺小鼠出现 乏端粒酶 早发性
.
衰老
恢复 端粒酶
小鼠 恢复 恢复健康
端粒酶
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concepts
1 2 3 4 端粒简介 端粒酶及其作用机制 端粒酶与衰老 端粒酶与癌变You company slogan
1 端粒简介
1.1端粒概念
真核生物染色体的线型DNA复制时,最后一个冈 崎片段的引物被除去后,其末端的序列如何维持 ?真核细胞以另一类机制来保证染色体线型DNA 末端的完整性。 端粒结构位于真核生物染色体的末端,在维持基 因组完整性和功能稳定性方面具有重要的作用。
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端粒与衰老的关系
衰老机制 机制仍然不是很清楚:一种可能性就是端粒缩短引发细胞周期的滞留 以及细胞凋亡,从而减少细胞数目,引起组织异常;另一种可能就是 端粒的缩短会破坏干细胞对于组织的再生,从而引发器官障碍。 端粒长度,结构及功能依赖端粒酶活性的调节是细胞衰老的重要机制 。
经研究表明大多数正常细胞端粒较长,端粒酶阴 性,而大多数永生化细胞端粒较短,端粒酶阳性 ,因此端粒长度与端粒酶活性可能呈负相关,端 粒酶表达呈阴性的细胞的端粒缩短、细胞衰老, 而端粒酶表达呈阳性的细胞的端粒伸长,细胞永 生化。

衰老与死亡PPT课件

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* 衰老基因与抗衰老基因
1. 衰老基因 人类:载脂蛋白Eε4基因、β淀粉样蛋白基因
p16, p53 p21 RB基因 2. 抗衰老基因
WRN bcl-2
第15页/共43页
抗衰老基因
Werner's syndrome
第16页/共43页
第17页/共43页
* 细胞衰老引起老年性疾病
器官老化 胸腺萎缩, T细胞减少, 免疫功能 促激素、激素分泌减少—加速老化
凋亡相关分子
死亡受体 死亡配体 Caspase(I), bcl-2家族 c-myc P53 Apaf-1 Cyt C IAP(Livin Survivin cIAP-1 cIAP-2 XIAP)
第41页/共43页
思考题
1. Hayflick limitation 2. 细胞衰老的主要特征 3. 细胞凋亡的基本途径 4. 细胞凋亡的形态学和生化特征。 5. 实验设计:凋亡的检测方法(三种方法—实验步骤
Mitochondria-mediated apoptosis pathway
第32页/共43页
apoptosis
第33页/共43页
第34页/共43页
死亡受体
跨膜蛋白 胞外有半胱氨酸富集区 TNF/NGF受体超家族
TNFR-1, CD95/Fas/Apo-1, DR-4, DR-3, DR-5
第4页/共43页
11.1.3 细胞衰老的理论
染色体端粒复制假说 线粒体自由基假说
第5页/共43页
染色体端粒复制假说 ➢ 端粒(telomere)是染色体末端特殊结构。 人类端粒(TTAGGG)n n= 250-1500/上千?
第6页/共43页
端 粒长度
第8页/共43页

端粒酶课件

端粒酶课件

对长期成活的组织和长期进行有丝分裂的细胞是必需的。
细胞的死亡过程分为两个阶段, 即第一致
死期M1(mortality stage1, M1)和第二致死期M2
(mortality stage2, M2)。
当端粒缩短至一关键性长度2kb-4kb 时,染 色体的稳定性就会遭到破坏,细胞开始衰老进 入M1期。
第一节 端粒与端粒酶
一、端粒的结构与功能 端粒研究的模式生物:四膜虫
四膜虫有两个细胞核。小核很稳定,含5对染色体, 用于生殖传代。而大核在接合细胞的发育过程中, 染色体断裂成200-300个小染色体,DNA从染色体上 断裂后通过复制更是形成高达~10000个小染色。
四膜虫: 端粒DNA是由简单重复序列组成的一段核酸。
端粒以GT富集的形式延伸在CA富集链上。G 尾部由于CA富集链的有限降解而产生。
研究发现,端粒DNA序列既有高度的保守性, 如原生动物、真菌、高等植物及高等动物中期 序列都很相似,又具有种属特异性,如四膜虫 重复序列为GGGGTT,草履虫为TTGGGG,人类 和哺乳动物为TTAGGG.
几乎所有生物的端粒 重复序列可以写成: Gn(A/T)m的形式。
端粒的结构和功能
通过原位 杂交技术, 清晰可见 位于染色 体末端的 端粒结构
端粒的功能
1 端粒DNA与结构蛋白形成的复合物如同染色体的 一顶“帽子”,它既可保护染色体不被降解,又避 免了端粒对端融合(end-end fusion)以及染色体 的丧失。 2端粒DNA复制的特点是在每次DNA 复制中,每条 染色体的3`端均有一段DNA(一段端粒)无法得到 复制,随着细胞每次分裂,染色体3`末端将持续丧 失50-200bp的DNA,当端粒缩短到一定程度,细 胞停止分裂,进入静止状态,故有人称端粒为正常 细胞的分裂时钟(mistosis clock)。

端粒与细胞衰老的关系研究

端粒与细胞衰老的关系研究

端粒与细胞衰老的关系研究细胞衰老是人类身体老化的一个根本原因,也与许多疾病的发生密切相关。

端粒,是位于染色体两端的保护性结构,它的长度和稳定性与细胞衰老的速度密切相关。

近年来,越来越多的研究表明,端粒与细胞衰老之间存在着密切的关系。

什么是端粒?端粒,顾名思义,就是位于染色体两端的一段“尾巴”,它们由DNA序列和与其相互作用的蛋白组成,是染色体的一个重要组成部分。

端粒的主要作用是保护染色体,在细胞分裂时稳定染色体的结构并防止其损伤。

它就像是一副鞋带,它们分为两端并形成一个“捆绑”的结构,从而使染色体的两端在细胞复制过程中得到保护。

端粒的缩短与细胞衰老的关系每次细胞分裂后,端粒都会缩短一定长度,当端粒缩短到一定长度时,它们会失去其保护作用,导致染色体的稳定性下降,从而促进细胞衰老。

因此,端粒的长度和稳定性是细胞衰老的一个重要因素,它们被广泛用于研究细胞和组织的年龄变化以及许多疾病的发生。

端粒长度和生物年龄的关系众所周知,生物年龄是指一个生物个体的组织和细胞功能的衰老程度,它可能与生命期或寿命有一定关系。

许多科学家认为,与细胞寿命相关的因素是端粒长度的缩短。

研究表明,长寿种类的生物具有更长的端粒和更好的稳定性,相对短命的种类则相反。

这一结果表明,端粒的长度和稳定性与生物年龄密切相关。

端粒和疾病的关系端粒缩短和不稳定性还可导致一系列疾病的发生。

例如,白血病、肺癌、乳腺癌、结肠癌、前列腺癌、肝炎C病毒、心血管疾病等许多疾病的发生都与端粒缩短有关。

研究表明,这些疾病和端粒缩短通常是相互关联的,因为端粒的缩短导致了基因的失活或激活,从而导致疾病的发生。

因此,研究端粒缩短对于解释一系列疾病的发生和进一步预防或治疗这些疾病至关重要。

端粒和衰老的应用前景端粒的研究对于理解细胞衰老有很重要的意义。

了解端粒与细胞衰老的关系可以使我们更好地预防疾病,甚至延缓衰老过程。

除此之外,对于端粒的研究还有许多应用前景。

例如,通过操纵端粒缩短的进程来预防或治疗一些疾病,或使用端粒缩短作为一种诊断细胞衰老的方法等等。

端粒与端粒酶 ppt课件

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Melana等在培养基中加入叠氮脱氧胸 苷(3’-azido-3‘-deoxythymidine, AZT),发现:
乳腺癌细胞系(四种) T4白血病细胞
出现生长抑制和端粒酶活性的抑制,但 不同细胞系所需剂量不同
抑制端粒酶活性
——细胞分化诱导剂
分化不良的恶性肿瘤细胞端粒酶活性一般很高,但 终末分化的正常人体细胞却无端粒酶活性表达,这 提示:细胞分化与端粒酶活性之间存在某种关系
端粒酶呈阳性
提示:端粒酶活性的变化与细胞恶化有关
端粒酶活性升高 可能引起癌症
对癌细胞的研究发现:
永生化是癌细胞所具有的显著行为 端粒酶被激活的细胞也具有永生化行为 癌细胞具有端粒酶被激活的细胞所具备的
特性 抑制端粒酶活性,使永生化细胞转变为正
常细胞
癌细胞通过分泌大量端粒酶来防止染色 体端粒缩短,以便不断分裂繁殖
目前结论:
细胞内端粒酶活性的缺失,导致:端粒缩短 端粒一旦缩短到短于某个 “关键长度” ,就
很有可能导致:染色体双链断裂,并激活细 胞自身的检验系统,使细胞进入M1期死亡状 态 随着端粒的进一步丢失,发生染色体重排, 导致:无着丝粒染色体和非整倍体染色体的 形成等,使细胞进入M2期死亡状态
目前结论(续):
科学家们考虑:可能存在着一种不同于DNA 聚合酶 的酶来完成单链间隙的复制
示 意 图
端粒酶的发现
1984,CW.Greider和EH.Blackburn发现: 将一段单链的末端寡聚核苷酸加至四膜虫的提 取物中后,端粒的长度延长了,这就说明了切 实有这样的一种酶存在
将它命名为:“端粒酶”(telomerase) 进一步的研究揭示了端粒与端粒酶在细胞的生
长及肿瘤发生中有非常重要的意义,现正成为 一个研究的热点

细胞的衰老和凋亡、癌变(共16张PPT)

细胞的衰老和凋亡、癌变(共16张PPT)
(四)区别于细胞坏死:
细胞坏死:是在种种不利因素影响下,由于细胞
正常代谢活动受损或中断引起的细胞损伤和死亡;
是一种病理性死亡。
细胞凋亡与细胞坏死的比较
细胞凋亡
细胞坏死
生理性 基因控制 主动的
不会引起炎症 对机体是有利
病理性 不利因素影响
被动的
容易引起炎症 对机体是有害
课堂练习
1、老年人有老年斑,对此最合理的解释是 A、细胞内水分减少,细胞萎缩 B、细胞核体积增大,染色质收缩,染色加深 C、细胞中的酪氨酸酶活性降低 D、细胞内脂褐素占有的面积增大
病毒致癌因子:EB病毒等
(四).预防
1、尽量避免接触物理的、化学的、病毒的等 各种致癌因子; 2、注意增强体质,保持心态健康,养成良好 的生活习惯,从多方面积极采取保护措施。
五、课堂巩固练习
1、下列关于癌细胞特征的叙述,错误的是: C
A.细胞能无限制分裂
B.细胞易扩散
C.细胞形状与正常细胞相同 D.细胞生长失去控制
有 例如:人胚胎时期尾部细胞自动死亡
胎儿手的发育过程中指间细胞的死亡 蝌蚪发育过程中尾的消失
四、细胞的凋亡
(一)概念:由基因所决定的细胞自动结束 生命的生理性过程。也称为细胞编程性死亡
(二)实质:与凋亡相关的基因选择性表 达的结果
(三)意义:
1、完成正常发育(发育性凋亡) 2、维持内部环境的稳定(更新性凋亡) 3、抵御外界因素的干扰(清除性凋亡)
2、下列因素中与细胞癌变无关的是:C
A.紫外线照射
B.黄曲霉素污染
C.温室效应
D.感染致癌病毒
五、课堂巩固练习
3、香烟中含有大量的有毒物质,如尼古丁等,会造 成吸烟者肺部细胞的死亡。这种细胞死亡过程属于细

端粒与端粒酶 PPT课件

端粒与端粒酶 PPT课件
• 疾病状态被逆转,器官功能在恢复,酸麻肿痛消失了,一身的病都在 好转。别人不说,你也能意识到自己好像一夜间年轻了,浑身充满了活 力,70岁的人回到了50岁,50岁的人成了30岁的年轻人;40岁的人成 了小伙子,大姑娘!
——网易新闻《端粒酶 抗衰老 健康长寿不足奇》 2015-01-17
曾经获得2005年诺贝尔生理或医学奖的巴里·马绍说:“ 我们不一定要去购买端粒酶抑制剂,但抗衰老药物却有可能 由此而来。”他并不认为“长生不老药”能够问世,比较实 际的想法是,可以发明帮助老年人尽可能保持健康的产品。
结果发现从正常胃 2
黏膜到肠化再到腺
癌的过程中,端粒
长度逐渐缩短。
3
3.另有研究证实,在肝癌、 软组织恶性肿瘤及子宫肌瘤
中,端粒长度均明显的短于
相应的正常组织
各种研究
5.随着病变的进展,为了维持染 色体末端的稳定,细胞进入了 第二死亡期(M2期)此时端粒 酶激活,端粒得以延长,并维 持一定长度,则细胞越过M2期 获得永生,最终导致细胞癌变。
端粒长度的变化、端粒酶活性的表达与癌细胞密切相关。 端粒酶活性是保持绝大多数恶性肿瘤无限增殖所必需。 以端粒酶为靶点的治疗研究已取得一系列可喜的成果。
端粒、端粒酶与恶性肿瘤发生的关系研究
1.Counter等首次在人 体卵巢癌中检测到端粒 酶活性
2.Maruama等检测
1
到了不同病变期胃
黏膜的端粒长度,
研究端粒和端粒酶作用的诺贝尔生理或医学奖得主之一伊 丽莎白·布莱克本对若干实验室进行了统计,发现一些趋势 ,比如吸烟、肥胖、胆固醇高、血脂高、心肺功能不好、甚 至常吃成品肉的人,端粒较短;闲暇时光常常锻炼的人,端 粒较长;整天关注自己体重,并致力于节食的人,端粒也会 缩短。

细胞的衰老死亡和癌变PPT课件

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■ 在形态建成中具有重要作用 ■ 消除不需要的器官结构 ■ 调节细胞的数量和质量
■ 在形态建成中具有重要作 用 :细胞凋亡在小鼠脚趾形 成中的作用
41
4、细胞凋亡的生物学意义
■ 在形态建成中具有重要作用 ■ 消除不需要的器官结构 ■ 调节细胞的数量和质量
■消除不需要的器官结构: 蝌蚪向蛙发育的变态反应 中细胞凋亡的作用
●衰老的细胞,其膜流动性降低、韧性减小
●衰老细胞间间隙连接及膜内颗粒的分布也发生变

• ◆细胞核的变化
1
11
• ●体外培养的二倍体细胞,细胞核随着细胞分裂 次数的增加不断增大
• ●细胞核的核膜内折(invagination)、染色质 固缩化
8
◆内质网的变化
●衰老动物内质网成分弥散性地分散于核周胞质中, 粗面内质网的总量似乎是减少了
第十四章 细胞衰老、死亡与癌变
●细胞衰老 ●细胞凋亡 ●癌细胞
1
14.1 细胞衰老
(cellular aging或cell senescence)
●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。
2
• 现代人类面临着3种衰老: • ◆生理性衰老 • ◆病理性衰老(早衰) • ◆心理性衰老 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。
10
&细胞衰老的机理
●衰老的基因程序理论
◆细胞衰老的端粒假说
◆细胞衰老的线粒体损伤论
1
11
◆自由基理论
(free radical theory)
●衰老的损伤积累理论
老人斑:自由基攻击细胞的见证 老年人皮肤上的老年斑(age spots)就 是自由基对细胞破坏的见证
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肿瘤
是机体在各种致癌因素作用 下,局部组织的某一个细胞在 基因水平上失去对其生长的正 常调控,导致其克隆性异常增 生而形成的异常病变。学界一 般将肿瘤分为良性和恶性两大 类。
端粒与端粒酶对与肿瘤的发生
“端粒-端粒酶假说”认为 端粒酶的激活与细胞永生化和恶 性肿瘤的发生、发展密切相关。
染色体末端的端粒DNA进行 性的缩短是限制人细胞寿命的先 决条件。相对地,端粒酶的激活, 合成端粒的DNA被认为是细胞永生 化和癌症发展必需的一步。
人体随着时间的推移,必然发生 的结构和机能衰退的自然过程。衰老 的本质是身体内环境低水平的平衡。
人年岁大了,头发变白了,皮 肤起皱了,腰杆弯曲了,腿脚无力 了,到底是什么原因引起这致命的 老化现象呢?
大家都知道“衰老”?!
那么端粒是什么呢? 端粒与衰老又有什么关系?
端粒
端粒与衰老
端粒在保护染色体 的方式是在每次细胞分 裂时自我牺牲一部分, 以致自身越来越短。当 端粒开始保护细胞分裂 时,细胞因此受到保护 ,人也开始衰老。
人们发现,一种叫格拉帕哥斯的乌龟寿命可长达177年, 它的每分钟心跳仅为6次,一生心脏共跳动约5.6亿次。令 人惊奇的是,所有哺乳动物(人除外)一生的心跳次数基本 一样,大约是7.3亿次左右。每种动物大小虽然不同,但心 脏重量与体重的比例大致相同,都是体重的0.5%-0.6%。目 前,这些现象的确切原因尚未完全阐明,但人们提出了一 种解释:心率由机体能量代谢需求决定,遵守生物物理学 规律,机体能量耗尽,生命也就终结,而心率正是反映机 体能量代谢的有效指标。
目前的资料证实,端粒酶对 长期成活的组织和长期进行有丝 分裂的细胞是必需的。
附表 人体组织中端粒酶活性
85%~90%的人肿瘤细 胞中可以检测到端粒 酶活性,而正常细胞 中却没有或活性很低。 人们推测肿瘤细胞逃 避衰老持续增殖是端 粒酶激活或端粒维持 机制改变的结果。

一般认为,端粒酶的激 活是恶性肿瘤发生过程中 的一个后期事件,使肿瘤细 胞的端粒不再进行性缩短 而得以维持,避免了细胞正 常的复制-衰亡机制的制约 而获得永生性,这是恶性肿 瘤细胞显著的生物学特征 之一,是癌变机制中一个十 分重要的环节。
端粒长度与肿瘤
研究表明,端粒的缩短在肿瘤发生和发展 过程中扮演着双重角色。当端粒缩短到临 界长度时,可引起染色体与基因组的不稳 定,从而诱发肿瘤的形成。相反,由于端 粒的缩短,又可启动DNA损伤信号,引起 细胞衰老,进而抑制肿瘤的发生。
肿瘤形成时以端粒序列缩短为主要特征。 研究表明,在基因突变和肿瘤形成时,端 粒可能表现出缺失、融合和序列缩短等异 常,造成遗传物质的不稳,使细胞无限增 殖,并导致肿瘤发生。
基因治疗 (1)反义基因治疗:主要是以hTERT作为靶点的反义基因
治疗 (2)自杀基因治疗:将自杀基因导入肿瘤细胞,可将无毒
药物前体在肿瘤细胞内代谢为毒性产物,进而杀伤肿瘤细 胞。 以hTERT为基础的免疫治疗 由于正常体细胞内不表达hTERT,因此可将其作为识别靶点 进而杀伤肿瘤细胞 小分子寡核苷酸治疗 作为一种端粒酶抑制剂,如BIBRI532等。 以鸟嘌呤四链体为靶点的治疗
可见,寿命长短与性格密切相关,活得开心快乐 才会长命百岁。因此,经常想不开,有烦心事的人, 要时时提醒自己,把心理郁闷排解出去,不让这些 负面情绪影响自己的寿命。
动物:心率越慢寿命越长
科学家们进一步证实,在所有哺乳动物中都可发现这一 规律。有趣的是,仓鼠每分钟心跳约500-600次,是鲸的 20-30倍,然而它的体重只是鲸的50万之一。
在年轻的细胞内——端粒 酶(Telomere)可刺激端粒不 断地自我复制,而将衰老的时 钟一次又一次的地重新设定, 随时间的进行,端粒酶的含量 会随之降低,端粒的长度也就 随细胞分裂的发生而逐次变短。
变短的端粒会令细胞开始 停止分裂,慢慢使其变成不具 功能的,衰老的,甚至死亡的 细胞。当再次刺激端粒基因并 使端粒酶继续分泌,端粒细胞 就又可以不断自我复制。
人类:心率是预测男子寿命的有效指标
人类与哺乳动物有很大区别。在相似心率条件下,人的寿 命远比动物长,其原因主要是科学发展,医药保健及社会的 进步。
性格预测寿命 俗话说,性格决定命运。其实,性格不仅与命运密 切相关,还能左右一个人的寿命。有心理学家把性 格分为以下六类(小人、下人、俗人、伟人、高人、 真人)。
第一类:经常自己找气生,叫“小人”即小心之人。纵使拥 有富贵,也总是自怨自责,这种人听到外人骂别人的话,就 以为骂自己。这种人的寿命一般在50岁以下。 第二类:经常受别人气却又无法排解,有时敢怒不敢言,这 种人叫“下人”即低声下气之人。这种人的寿命一般在60岁 左右。 第三类:自己经常生气,也经常气别人,有事迁怒于别人, 这种人叫“俗人”俗气之人。这种人的寿命一般在70岁左右。
端粒酶的定义
端粒酶负责端粒的复制,端 粒酶的催化亚基利用端粒酶 自己的RNA亚基作为模板通过 转位不断重复复制出端粒DNA ,从而补偿在染色体复制过 程中的末端隐缩,保证染色 体的完全复制。
形象的说,它是相当于一个 小作坊,自己为合成端粒 DNA提供复制所需的原材料 ,完成添加端粒所需的重任 。
端粒酶与衰老
第四类:能经常让别人生气,自己却不生气,这种人叫“伟 人”。他们的哲学是与人斗其乐无穷,一般寿命在80岁左右。 第五类:别人怎么气自己,都能淡然处之,这种人叫“高 人”。随遇而安是心理健康的秘诀,别人气我,我不气,大 人有大量,宰相肚里能撑船,这种人的寿命一般在90岁左右。 第六类:自己从不气别人,别人气自己也不生气,这种人叫 “真人”。这样的人遇到什么事,都觉得犯不着生气,如孙 思邈等,一般寿命在100岁左右。
由于端粒富含鸟嘌呤,因此很容易形成鸟嘌呤四链体。又鸟 嘌呤四链体能抑制端粒酶活性和端粒的延长。所以,用一 些促进和保护鸟嘌呤四链体的药物可用于抑制肿瘤。如吖 啶类化合物BRACO-19.
遗传因素 社会经济因素 医疗服务技术 气候因素 生活习惯
15% 10% 8%
7% 60%
(1992年世界卫生组织)
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