14細(xì)胞衰老死亡與癌變

1、第 十 四 章 細(xì) 胞 衰 老 、 死 亡 與 癌 變“ 生 、 老 、 病 、 死 ” 是 生 命 的 四 重 奏 。 人 類 自 出 生 總 要 經(jīng) 過 生 長 、 發(fā) 育 、 成熟 、 衰 老 直 至 死 亡 的 幾 個(gè) 階 段 ， 這 是 生 命 的 必 然 規(guī) 律 。 生 命 是 物 質(zhì) 的 ， 人 體 是 由細(xì) 胞 組 織 起 來 的 。 組 成 細(xì) 胞 的 化 學(xué) 物 質(zhì) 在 運(yùn) 動(dòng) 中 不 斷 受 到 內(nèi) 外 環(huán) 境

2、的 影 響 而 發(fā) 生損 傷 ， 致 使 人 體 內(nèi) 某 些 細(xì) 胞 不 斷 地 衰 老 與 死 亡 。 細(xì) 胞 的 衰 老 與 死 亡 是 新 陳 代 謝 的自 然 現(xiàn) 象 。癌 是 威 脅 人 類 健 康 的 主 要 疾 病 之 一 。 癌 癥 與 其 它 疾 病 的 根 本 區(qū) 別 在 于 ， 癌 是由 一 個(gè) 細(xì) 胞 的 變 化 引 起 的 ， 與 細(xì) 胞 的 生 長 、 發(fā) 育 、 分 化 和 凋 亡 有 著 十 分 密 切

3、的 關(guān)系 。 研 究 癌 變 的 細(xì) 胞 生 物 學(xué) 機(jī) 理 ， 是 御 癌 、 治 癌 的 基 礎(chǔ) 。14.1 細(xì) 胞 衰 老 (cellular aging， cell senescence)在 生 物 機(jī) 體 內(nèi) 大 多 數(shù) 細(xì) 胞 都 要 經(jīng) 歷 未 分 化 到 分 化 、 分 化 到 衰 老 、 衰 老 至 死 亡的 歷 程 。 因 此 , 細(xì) 胞 總 體 的 衰 老 反 應(yīng) 了 機(jī) 體 的 衰 老 , 而 機(jī) 體 的 衰 老

4、 是 以 總 體 細(xì) 胞的 衰 老 為 基 礎(chǔ) 的 。14.1.1 衰 老 的 概 念● 衰 老 是 機(jī) 體 在 退 化 時(shí) 期 生 理 功 能 下 降 和 紊 亂 的 綜 合 表 現(xiàn) , 是 不 可 逆 的 生 命過 程 。 人 體 是 由 細(xì) 胞 組 織 起 來 的 ,組 成 細(xì) 胞 的 化 學(xué) 物 質(zhì) 在 運(yùn) 動(dòng) 中 不 斷 受 到 內(nèi) 外 環(huán)境 的 影 響 而 發(fā) 生 損 傷 ， 造 成 功 能 退 行 性 下 降 而 老 化

5、 。 細(xì) 胞 的 衰 老 與 死 亡 是 新 陳 代謝 的 自 然 現(xiàn) 象 。● 細(xì) 胞 衰 老 是 客 觀 存 在 的 。 同 新 陳 代 謝 一 樣 , 細(xì) 胞 衰 老 是 細(xì) 胞 生 命 活 動(dòng) 的 客觀 規(guī) 律 。 對 多 細(xì) 胞 生 物 而 言 , 細(xì) 胞 的 衰 老 和 死 亡 與 機(jī) 體 的 衰 老 和 死 亡 是 兩 個(gè) 不 同的 概 念 , 機(jī) 體 的 衰 老 并 不 等 于 所 有 細(xì) 胞 的 衰 老 , 但 是

6、細(xì) 胞 的 衰 老 又 是 同 機(jī) 體 的 衰老 緊 密 相 關(guān) 的 。14.1.2 細(xì) 胞 的 壽 限細(xì) 胞 也 同 生 物 體 一 樣 ， 有 一 定 的 壽 命 ， 體 內(nèi) 總 有 細(xì) 胞 不 斷 地 衰 老 與 死 亡 , 同時(shí) 又 有 細(xì) 胞 的 增 殖 與 新 生 進(jìn) 行 補(bǔ) 充 。 這 不 僅 發(fā) 生 在 胚 胎 發(fā) 育 過 程 中 ， 在 成 年 體 內(nèi)的 各 組 織 器 官 中 也 有 細(xì) 胞 的 死 亡 。圖 14-

7、2 物 種 的 壽 命 與 體 外 培 養(yǎng) 時(shí) 細(xì) 胞 傳 代 次 數(shù) 的 關(guān) 系長 壽 物 種 的 細(xì) 胞 體 外 培 養(yǎng) 的 代 數(shù) 比 短 壽 物 種 的 細(xì) 胞 代 數(shù) 多 ， 表 明 細(xì) 胞 的 衰 老是 由 生 物 本 身 的 程 序 決 定 的 。 灰 色 部 分 表 示 生 物 的 壽 命 ， 白 色 部 分 部 份 表 示 體 外培 養(yǎng) 傳 代 的 次 數(shù) 。什么是 Hayflick 界限？有何意義？(什么是 Hayf

8、lick 界限？（答案） 答 : 1961 年 ， Leonard Hayflick 首 次 報(bào) 道 了 體 外 培 養(yǎng) 的 人 的 成 纖 維 細(xì) 胞(human fibroblasts)具 有 增 殖 分 裂 的 極 限 。 他 利 用 來 自 胚 胎 和 成 體 的 成 纖 維 細(xì) 胞進(jìn) 行 體 外 培 養(yǎng) ， 發(fā) 現(xiàn) ： 胚 胎 的 成 纖 維 細(xì) 胞 分 裂 傳 代 50 次 后 開 始 衰 退 和 死 亡 ， 相反 ， 來

9、自 成 年 組 織 的 成 纖 維 細(xì) 胞 只 能 培 養(yǎng) 15～ 30 代 就 開 始 死 亡 。Hayflick 等 還 發(fā) 現(xiàn) ， 動(dòng) 物 體 細(xì) 胞 在 體 外 可 傳 代 的 次 數(shù) ， 與 物 種 的 壽 命 有 關(guān) ,alápagos 龜 的 最 高 壽 命 是 175 歲 ， 它 的 細(xì) 胞 在 體 外 培 養(yǎng) 時(shí) 能 分 裂 100 次 。 而 小 鼠 的壽 命 只 有 幾 年 ， 所 以 從 小 鼠 分 離

10、 的 細(xì) 胞 在 體 外 分 裂 的 次 數(shù) 不 超 過 30 次 。Hayflick 的 實(shí) 驗(yàn) 表 明 ， 正 常 人 的 成 纖 維 細(xì) 胞 ， 在 體 外 培 養(yǎng) 條 件 下 ， 即 使 條 件適 宜 ， 細(xì) 胞 也 不 能 無 限 制 地 進(jìn) 行 分 裂 ， 即 使 是 機(jī) 體 中 可 以 終 生 分 裂 的 細(xì) 胞 ， 在 體外 培 養(yǎng) 時(shí) 也 有 分 裂 次 數(shù) 的 極 限 ， 即 使 給 予 豐 富 的 營 養(yǎng) 、 生

11、長 因 子 和 足 夠 的 生 長 空間 也 是 如 此 。 而 且 細(xì) 胞 的 分 裂 能 力 與 個(gè) 體 的 年 齡 有 關(guān) ， 例 如 從 40 歲 個(gè) 體 獲 取 的成 纖 維 細(xì) 胞 在 培 養(yǎng) 過 程 中 只 能 分 裂 40 次 而 不 是 80 次 ， 這 就 是 細(xì) 胞 的 衰 老 ， 也 就是 說 細(xì) 胞 的 衰 老 控 制 著 細(xì) 胞 的 分 裂 次 數(shù) ， 進(jìn) 而 控 制 著 細(xì) 胞 的 數(shù) 量 。 由 于 上

12、述 規(guī) 律是 Hayflick 研 究 和 發(fā) 現(xiàn) 的 ， 故 稱 為 Hayflick 界 限 。 這 種 在 體 外 培 養(yǎng) 的 細(xì) 胞 增 殖 傳 代 的 能 力 ， 反 映 了 細(xì) 胞 在 體 內(nèi) 的 衰 老 狀 況 。 因此 許 多 科 學(xué) 家 認(rèn) 為 多 細(xì) 胞 個(gè) 體 的 衰 老 始 于 細(xì) 胞 的 衰 老 ， 對 體 外 培 養(yǎng) 細(xì) 胞 有 限 壽 命的 觀 察 和 研 究 ， 有 助 于 人 們 了 解 機(jī) 體 衰