1、1會計學本科細胞凋亡本科細胞凋亡概概 述述概概 述述概概 述述概概 述述Apoptosis(apo-Apoptosis(apo-離開 ptosis ptosis落下)PCDPCD（programmed cell deathprogrammed cell death）由體內外因素觸發(fā)細胞內由體內外因素觸發(fā)細胞內預存的死亡程序預存的死亡程序而導致的細胞而導致的細胞死亡死亡過程過程概概 述述特征：線粒體膨脹，細胞骨架降解，溶酶體釋放特征：線粒體膨脹，細胞骨架降解，溶酶體釋放酶，細胞核內染色質沉淀靠近核膜邊，蛋白質合成酶，細胞核內染色質沉淀靠近核膜邊，蛋白質合成下降，由于膜破裂，出現(xiàn)炎癥反應下降，由于

2、膜破裂，出現(xiàn)炎癥反應一般過程：因補體反應或烈性病毒感染破壞了一般過程：因補體反應或烈性病毒感染破壞了質膜，或者能量依賴性離子泵被破壞產(chǎn)生的鈉鉀質膜，或者能量依賴性離子泵被破壞產(chǎn)生的鈉鉀等離子沿著各自的濃度梯度進入細胞，從而導致等離子沿著各自的濃度梯度進入細胞，從而導致細胞吸水膨脹，最終破膜而死。細胞吸水膨脹，最終破膜而死。壞死 凋亡apoptosisapoptosis概概 述述1.性質2.誘導因素強烈刺激，隨機發(fā)生較弱刺激，非隨機發(fā)生3.生化特點4.形態(tài)變化5.DNA電泳6.炎癥反應7.凋亡小體8.基因調控被動過程，無新蛋白合成，不耗能 主動過程，有新蛋白合成，耗能細胞結構全面溶解、破壞、細胞

3、腫脹 胞膜及細胞器相對完整細胞皺縮，核固縮彌散性降解，電泳呈均一DNA片狀 DNA片段化（180-200bp），電泳呈“梯”狀條帶溶酶體破裂，局部炎癥反應溶酶體相對完整，局部無炎癥反應有病理性，非特異性生理性或病理性，特異性無有無壞壞死死凋亡凋亡apoptosisapoptosis概概 述述凋亡過程與調控凋亡過程與調控凋亡過程凋亡過程凋亡時細胞的主要變化凋亡時細胞的主要變化凋亡的調控凋亡的調控凋亡過程與調控凋亡過程與調控凋亡過程可大致分成凋亡過程可大致分成4個階段個階段：凋亡信號轉導凋亡信號轉導凋亡基因激活凋亡基因激活凋亡的執(zhí)行凋亡的執(zhí)行凋亡細胞的清除凋亡細胞的清除信號轉導凋亡誘導因素受體cA

4、MPCa2+神經(jīng)酰胺（第二信使）胞內信號轉導途徑激活凋亡程序死亡信號啟動預定程序凋亡相關基因激活酶合成核酸內切酶激活Caspases激活DNA切割細胞解體凋亡基因激活執(zhí)行凋亡清除凋亡過程與調控凋亡過程與調控凋亡過程凋亡過程+受體受體cAMPCa2+神經(jīng)酰胺神經(jīng)酰胺凋亡凋亡誘導誘導因素因素死死亡亡信信號號凋亡相關基因激活凋亡相關基因激活DNase激活激活Caspases激活激活巨噬細胞吞噬巨噬細胞吞噬分解凋亡細胞分解凋亡細胞信號轉導信號轉導基因激活基因激活執(zhí)行凋亡執(zhí)行凋亡凋亡細胞的清除凋亡細胞的清除凋亡過程與調控凋亡過程與調控凋亡過程凋亡過程受體受體cAMPCa2+神經(jīng)酰胺神經(jīng)酰胺凋亡相關凋亡相

5、關基因激活基因激活信信號號轉轉導導細胞膜細胞核凋亡誘導因素凋亡誘導因素+Dnase激活激活Caspases激活激活死亡信號死亡信號凋亡過程與調控凋亡過程與調控凋亡過程凋亡過程DNase激活激活Caspases激活激活凋亡細胞的凋亡細胞的清除清除凋亡執(zhí)行凋亡執(zhí)行凋亡過程與調控凋亡過程與調控凋亡時細胞的主要變化凋亡時細胞的主要變化n形態(tài)學改變形態(tài)學改變凋亡過程與調控細胞變圓微絨毛消失胞質濃縮空泡化凋亡小體 初期：核染色質高度濃縮凝集在核周邊,邊集細胞體積縮小中期：胞膜內陷出芽濃縮核裂解膜自行分割致死前期可逆期致死期 不可逆期晚期：鄰近的上皮細胞、M、瘤細胞等吞噬凋亡小體apoptosisapopt

6、osis凋亡過程與調控凋亡過程與調控 DNA的片段化斷裂 蛋白質的降解 典型凋亡細胞典型凋亡細胞DNA瓊脂糖凝膠電瓊脂糖凝膠電泳呈現(xiàn)梯狀條帶泳呈現(xiàn)梯狀條帶apoptosis凋亡過程與調控典型典型凋亡凋亡細胞細胞DNADNA瓊脂瓊脂糖凝糖凝膠電膠電泳呈泳呈現(xiàn)梯現(xiàn)梯狀條狀條帶帶apoptosisapoptosis凋亡過程與調控凋亡過程與調控2.Caspases作用：滅活凋亡抑制物(如Bcl-2)水解蛋白質結構，形成凋亡小體水解凋亡相關活性蛋白使抑制凋亡因子失活破壞細胞結構將調節(jié)區(qū)與催化區(qū)分離，使蛋白失活Caspase 如何殺死細胞？如何殺死細胞？細胞凋亡的調控細胞凋亡的調控凋亡的調控凋亡的調控凋亡

7、相關因素凋亡相關因素凋亡信號的轉導凋亡信號的轉導凋亡相關基因凋亡相關基因凋亡的調控凋亡的調控凋亡相關因素凋亡相關因素誘導性因素：誘導性因素：激素和生長因子失衡激素和生長因子失衡理化因素：高溫、強酸、強堿、抗癌藥物理化因素：高溫、強酸、強堿、抗癌藥物免疫性因素免疫性因素:細胞毒細胞毒T淋巴細胞淋巴細胞CTL微生物學因素：細菌、病毒微生物學因素：細菌、病毒抑制性因素抑制性因素：凋亡的調控凋亡的調控u 特點：特點：多樣性：不同種類細胞有不同的信號轉導系統(tǒng)多樣性：不同種類細胞有不同的信號轉導系統(tǒng)偶聯(lián)性：死亡信號轉導系統(tǒng)與細胞增殖、分化過程偶聯(lián)性：死亡信號轉導系統(tǒng)與細胞增殖、分化過程 中的信號轉導系統(tǒng)在

8、一些環(huán)節(jié)上交叉、偶聯(lián)中的信號轉導系統(tǒng)在一些環(huán)節(jié)上交叉、偶聯(lián)同一性：不同凋亡誘導因素可通過同一信號轉導系同一性：不同凋亡誘導因素可通過同一信號轉導系 統(tǒng)引起細胞凋亡統(tǒng)引起細胞凋亡多途性：同一凋亡誘導因素可經(jīng)過多條信號途徑觸多途性：同一凋亡誘導因素可經(jīng)過多條信號途徑觸 發(fā)細胞凋亡發(fā)細胞凋亡凋亡信號的轉導凋亡信號的轉導與凋亡有關的信號轉導系統(tǒng)：與凋亡有關的信號轉導系統(tǒng)：1.1.胞內胞內CaCa2+2+信號系統(tǒng)信號系統(tǒng) CaCa2+2+在細胞凋亡中充當了傳遞凋亡信號的角色；在細胞凋亡中充當了傳遞凋亡信號的角色；胞內胞內CaCa2+2+濃度上升可激活濃度上升可激活CaCa2+2+依賴的谷氨酰胺酶，活化依

9、賴的谷氨酰胺酶，活化核轉錄因子等觸發(fā)細胞凋亡。核轉錄因子等觸發(fā)細胞凋亡。2.cAMP/PKA2.cAMP/PKA信號系統(tǒng)信號系統(tǒng)3.Fas3.Fas蛋白蛋白/Fas/Fas配體信號系統(tǒng)配體信號系統(tǒng)FasFas配體或抗配體或抗FasFas抗體與抗體與FasFas蛋白結合蛋白結合神經(jīng)鞘磷脂神經(jīng)鞘磷脂酶活性酶活性神經(jīng)酰胺途徑神經(jīng)酰胺途徑誘導細胞凋亡誘導細胞凋亡激活激活ICEICE樣樣的的caspasecaspase降解降解H H1 1組蛋白組蛋白暴露暴露DNaseDNase的酶切位點的酶切位點通過通過CaCa2+2+信號系統(tǒng)信號系統(tǒng)傳遞死亡信號傳遞死亡信號3.Fas3.Fas蛋白蛋白/Fas/Fas

10、配體信號系統(tǒng)配體信號系統(tǒng)4.4.神經(jīng)酰胺信號系統(tǒng)神經(jīng)酰胺信號系統(tǒng) 電離輻射、電離輻射、TNF-TNF-、FasFas抗原、糖皮質激素抗原、糖皮質激素5.5.二酰甘油二酰甘油/PKC/PKC信號系統(tǒng)信號系統(tǒng)6.6.酪氨酸蛋白激酶信號系統(tǒng)酪氨酸蛋白激酶信號系統(tǒng) 負調控作用負調控作用凋亡的調控凋亡的調控凋亡的調控凋亡的調控第一個被確認的抑制凋亡基因抑制凋亡機制：1.直接抗氧化2.抑制線粒體釋放的促凋亡的蛋白質, 如Cyt c、AIF3.抑制促凋亡因子Bax、Bak的細胞毒作用4.抑制凋亡蛋白酶的激活5.維持鈣穩(wěn)態(tài)Bcl-2 B細胞淋巴瘤/白血病-2基因(B cell lymphoma/leukemi

11、a-2,Bcl-2)P53P53基因基因wtP53修復受損的修復受損的DNA，如修復失敗則誘導細胞凋亡，如修復失敗則誘導細胞凋亡突變的突變的P53P53失活的失活的P53P53喪失監(jiān)視喪失監(jiān)視DNADNA損傷的功能損傷的功能射線，毒素射線，毒素P53蛋白蛋白+細胞凋亡細胞凋亡促進凋亡基因促進凋亡基因P53 野生型誘導凋亡P53蛋白在細胞周期的G1期發(fā)揮檢查點得功能DNA損傷P53CIP(-)G1S DNA修復P53CDIapoptosisFasFasLBaxBcl-2雙向調控基因雙向調控基因C-myc，Bcl-xBcl-x翻譯Bcl-XL 抑制凋亡Bcl-XS 促進凋亡C-myc生長因子(+)

12、 誘導增殖生長因子(-) 誘導凋亡 C-myc是一種癌基因，是調控細胞周期的主要基因。是一種癌基因，是調控細胞周期的主要基因。編碼的蛋白是編碼的蛋白是DNA結合蛋白，調控基因轉錄，在結合蛋白，調控基因轉錄，在GF充充足時主要激活介導細胞增殖的基因；反之激活凋亡足時主要激活介導細胞增殖的基因；反之激活凋亡基因。基因。 C-myc細胞凋亡的發(fā)生機制細胞凋亡的發(fā)生機制 鈣穩(wěn)態(tài)失衡鈣穩(wěn)態(tài)失衡 Ca2作為許多細胞生命活動作為許多細胞生命活動的第二信使，在細胞凋亡中的作的第二信使，在細胞凋亡中的作用也倍受關注，凋亡發(fā)生時胞漿用也倍受關注，凋亡發(fā)生時胞漿中中Ca2 ，并激活凋亡過程中的，并激活凋亡過程中的關

13、鍵酶類，其誘導細胞凋亡關鍵酶類，其誘導細胞凋亡 線粒體損傷線粒體損傷 目前證據(jù)顯示，線粒體的目前證據(jù)顯示，線粒體的功能改變功能改變在細胞凋亡在細胞凋亡 的發(fā)生中起重要作用的發(fā)生中起重要作用表現(xiàn)為表現(xiàn)為 線粒體內膜通透性線粒體內膜通透性 線粒體內膜的跨膜電位線粒體內膜的跨膜電位m 能量合成水平能量合成水平線粒體功能和結構破壞引起細胞凋亡的可能機制：線粒體功能和結構破壞引起細胞凋亡的可能機制：凋亡誘導因素作用于細胞后凋亡誘導因素作用于細胞后 線粒體內膜跨膜電位（線粒體內膜跨膜電位（m）下降，）下降， 線粒體內外膜線粒體內外膜之間的通透性轉換孔之間的通透性轉換孔PTP開放；開放；使細胞凋亡啟動因子（

14、使細胞凋亡啟動因子（Cyt.C）,凋亡蛋白酶激活因子凋亡蛋白酶激活因子（Apaf）和凋亡誘導因子（）和凋亡誘導因子（AIF）釋放）釋放發(fā)生機制發(fā)生機制凋亡誘導因素凋亡誘導因素線粒體線粒體跨膜電跨膜電位位線粒體線粒體PTP開放開放Cyt.C,Apaf,等釋放等釋放AIF潛在潛在Dnase活化活化Dnase激活激活Caspases細胞凋亡細胞凋亡線粒體損傷線粒體損傷以上介紹了細胞凋亡的發(fā)生機制以上介紹了細胞凋亡的發(fā)生機制 氧化氧化損傷、鈣穩(wěn)態(tài)失衡、線粒體損傷。三者既損傷、鈣穩(wěn)態(tài)失衡、線粒體損傷。三者既可單獨啟動，又可聯(lián)合作用，三種機制互可單獨啟動，又可聯(lián)合作用，三種機制互相聯(lián)系，互為因果，是很多凋

15、亡誘導因素相聯(lián)系，互為因果，是很多凋亡誘導因素的共同通路，也就是所謂細胞凋亡的的共同通路，也就是所謂細胞凋亡的惡性惡性網(wǎng)絡假說（網(wǎng)絡假說（deleterious network hypothesis)Mitochondria in ApoptosisMitochondria in Apoptosis 生長生長壞死、凋亡壞死、凋亡正常機體正常機體細胞凋亡與疾病細胞凋亡與疾病凋凋 亡亡 減減 弱弱 性性 疾疾 病病 凋凋 亡亡 增增 強強 性性 疾疾 病病 腫 瘤 神 經(jīng) 元 退 行 性 疾 病 濾 泡 性 淋 巴 瘤 A lzh eim er 病 伴P 5 3 突 變 的 肉 瘤 肌 萎 縮 性

16、 側 索 硬 化 癥 激 素 依 賴 性 腫 瘤 青 光 眼 乳 腺 癌 小 腦 退 行 性 病 前 列 腺 癌 脊 肌 肉 萎 縮 卵 巢 癌 H u n tin g to n 病 白 血 病 P ark in s io n 病 原 發(fā) 性 肝 癌 造 血 衰 竭 性 疾 病 自 身 免 疫 病 再 生 障 礙 性 貧 血 系 統(tǒng) 性 紅 斑 瘡 骨 髓 增 生 異 常 綜 合 癥 系 膜 增 殖 性 腎 小 球 腎 炎 缺 血 損 傷 非 肥 胖 糖 尿 病 心 肌 缺 血 病 毒 感 染 中 風 皰 疹 病 毒 缺 血 再 灌 損 傷 痘 病 毒 肝 疾 病 腺 病 毒 病 毒 性 肝

17、炎 桿 狀 病 毒 酒 中 毒 性 肝 炎 慢 性 炎 癥 疾 病 藥 物 性 肝 炎 哮 喘 慢 支 氣 管 炎 膽 鹽 性 肝 炎 急 性 呼 吸 窘 綜 合 征 其 他 艾 滋 病 牛 皮 癬 嗜 酸 性 粒 細 胞 存 活 加 強 骨 疏 松 癥 凋亡與疾病凋亡與疾病 細胞凋亡不足細胞凋亡不足腫瘤腫瘤 凋亡抑制基因凋亡抑制基因Bcl-2基因過高表達基因過高表達 促凋亡基因如促凋亡基因如p53基因突變或缺失，腫瘤發(fā)生率基因突變或缺失，腫瘤發(fā)生率自身免疫病自身免疫病 針對自身抗原的免疫細胞未被及時清除，機體產(chǎn)生針對自身抗原的免疫細胞未被及時清除，機體產(chǎn)生了針對自身抗原的自身抗體或致敏淋巴細

18、胞的攻擊，導致器官組了針對自身抗原的自身抗體或致敏淋巴細胞的攻擊，導致器官組織損傷。織損傷。機體發(fā)育過程中，凋亡清除針對自身組織抗原的免疫細胞，而保機體發(fā)育過程中，凋亡清除針對自身組織抗原的免疫細胞，而保留能夠識別自身組織抗原的免疫細胞，并增殖成熟。如針對自身留能夠識別自身組織抗原的免疫細胞，并增殖成熟。如針對自身組織抗原的免疫細胞存活、增殖，就可產(chǎn)生自身免疫病。組織抗原的免疫細胞存活、增殖，就可產(chǎn)生自身免疫病。 細胞凋亡過度細胞凋亡過度 心血管疾病心血管疾病 心力衰竭心力衰竭 心肌缺血與再灌注損傷心肌缺血與再灌注損傷 壞死與凋亡共存壞死與凋亡共存 發(fā)生機制發(fā)生機制：氧化應激；細胞內鈣超載；：

19、氧化應激；細胞內鈣超載； Fas受體上調；受體上調；p53基因轉錄增強基因轉錄增強 凋亡特點凋亡特點：早期凋亡為主，晚期壞死為主：早期凋亡為主，晚期壞死為主 梗死灶中央以壞死為主，周邊凋亡為主梗死灶中央以壞死為主，周邊凋亡為主 慢性、輕度缺血以凋亡為主，急性、重度缺慢性、輕度缺血以凋亡為主，急性、重度缺血則常常發(fā)生壞死血則常常發(fā)生壞死 缺血與再灌注損傷缺血與再灌注損傷引起的細胞凋亡有時比單引起的細胞凋亡有時比單純缺血更嚴重純缺血更嚴重 2.病毒感染病毒感染 病毒感染宿主細胞后有兩種結局：病毒感染宿主細胞后有兩種結局： 一是誘導細胞一是誘導細胞 凋亡從而限制病毒生長（肝炎病毒）；凋亡從而限制病毒

20、生長（肝炎病毒）； 二是由病毒基因表達的蛋白抑制宿主細胞凋亡，造成二是由病毒基因表達的蛋白抑制宿主細胞凋亡，造成持續(xù)性感染或增加某些病毒的致癌可能性。持續(xù)性感染或增加某些病毒的致癌可能性。 AIDS:由由HIV感染引起，其關鍵是感染引起，其關鍵是CD4+淋巴細胞被凋淋巴細胞被凋亡，導致亡，導致CD4+淋巴細胞顯著減少，相關免疫功能缺陷。淋巴細胞顯著減少，相關免疫功能缺陷。HIV感染導致感染導致CD4+淋巴細胞發(fā)生凋亡的相關因素：淋巴細胞發(fā)生凋亡的相關因素：l1）HIV的基因產(chǎn)物的基因產(chǎn)物GP120能直接啟動能直接啟動CD4+淋巴細淋巴細胞的死亡程序胞的死亡程序u2）合胞體形成：）合胞體形成：u

21、3）Fas基因表達上調基因表達上調u4）T細胞激活細胞激活 激活誘導的細胞死亡激活誘導的細胞死亡n5）細胞因子）細胞因子 受感染的受感染的M釋放釋放TNF增多增多l(xiāng)6）tat蛋白：蛋白： 誘導誘導CD4+淋巴細胞產(chǎn)生淋巴細胞產(chǎn)生OFR，增強，增強 Fas表達表達u7）慢性感染時，受感染）慢性感染時，受感染CD4+淋巴細胞作為效應細淋巴細胞作為效應細胞，可增強未感染的胞，可增強未感染的CD4+淋巴細胞對凋亡的敏感性淋巴細胞對凋亡的敏感性細胞凋亡在疾病防治中的意義細胞凋亡在疾病防治中的意義 細胞凋亡是一個細胞凋亡是一個程序化過程程序化過程，可以通過不同的，可以通過不同的手段在不同的階段進行干預而治療疾病手段在不同的階段進行干預而治療疾病 合理利用凋亡相關因素合理利用凋亡相關因素1.誘導靶細胞凋亡誘導靶細胞凋亡 放療、化療放療、化療 高熱、高溫高熱、高溫2.減少細胞凋亡減少細胞凋亡 NGF、促生長因子、促生長因子 抗氧化劑抗氧化劑抑制Bcl-2抗凋亡作用促進促凋亡基因作用，如：ICE引發(fā)氧化應激，增強P53促凋亡作用 干預凋亡信號轉導干預凋亡信號轉導 調節(jié)凋亡相關基因調節(jié)凋亡相關基因 控制凋亡相關酶學機制控制凋亡相關酶學機