细胞凋亡
简述细胞凋亡的过程
简述细胞凋亡的过程
细胞凋亡是一种重要的细胞死亡方式,通常是在细胞受到损伤、感染或疾病等因素诱导下发生的。细胞凋亡的过程可以概括为以下几个步骤:
1. 细胞受到损伤或感染时,会出现一些信号分子,如DNA损伤调节蛋白(DNA 损伤蛋白)和细胞周期控制蛋白(CDK4/CDK6)等,向细胞内传递损伤信号,促使细
胞发生凋亡。
2. 细胞收到损伤信号后,会启动细胞内的凋亡程序,通过调节一系列基因和蛋白质的表达来诱导细胞凋亡。其中,细胞凋亡激活因子(例如BCL-2和Bax)和
凋亡诱导蛋白(例如P75和PID)等蛋白会被激活,促进细胞凋亡的发生。
3. 凋亡的发生会导致细胞膜的破裂和细胞核的释放,从而导致细胞凋亡。同时,细胞核内的DNA会被降解和释放出,从而导致细胞的死亡。
4. 细胞凋亡的过程可以受到多种因素的影响,如细胞内外的压力、化学物质、药物等。这些因素可以抑制凋亡的发生或加强凋亡的效应。
细胞凋亡是一种重要的细胞死亡方式,对于维护细胞的正常功能和生物学特性具有重要意义。研究细胞凋亡的过程和机制,对于治疗许多疾病和预防疾病的进展都具有重要的意义。
细胞凋亡
内质网明显扩张，扩张的内质网与细胞膜融合，在融合 处的细胞膜有火山口样的凹陷形成，有的形成大囊泡， 成为特征性的发泡现象。 同时质膜也明显卷曲、内折，包绕胞质成分和浓缩、碎 裂的核碎片，使整个细胞崩解成为一系列大小不等的有 质膜围绕的致密的凋亡小体。 少数凋亡小体有核物质，而其他凋亡小体只含有胞质的 成分。组织内凋亡小体形成后很快被附近的细胞识别、 吞噬和消化。
结果判断：光镜下细胞核呈 蓝黑色，胞浆呈淡红色。凋 亡细胞在组织中单个分布， 表现为胞核深染，胞质浓缩， 染色质成团块状，细胞表面 有“出芽”现象。坏死组织 则呈匀质红染的无结构物质， 核染色消失。
台盼蓝染色
如果细胞膜不完整、破裂，台盼蓝染料进 入细胞，细胞变蓝，即为坏死。如果细胞 膜完整，细胞不为台盼蓝染色，则为正常 细胞或凋亡细胞。此方法对反映细胞膜的 完整性，区别坏死细胞有一定的帮助
（1）普通光学显微镜观察方法
苏木素-伊红染色（HE染色） 原理：石蜡切片技术里常用的染色法之一 。苏 木精染液为碱性，主要使细胞核内的染色质与 胞质内的核糖体着紫蓝色；伊红为酸性染料， 主要使细胞质和细胞外基质中的成分着红色。 易于被碱性或酸性染料着色的性质分别称为嗜 碱性和嗜酸性；若于两种染料的亲和力都不强， 则称中性。一般的组织变化和组织产物都可以 通过这一染色法显示出来。是形态学最常用的 染色方法。直到目前为止，病理组织学的基本 知识，绝大多数都是从观察HE染色标本中得来， 在质量较佳的HE染色切片上，各种组织或细胞 的一般形态结特点都可以观察到。
细胞凋亡和细胞自噬
细胞凋亡和细胞自噬
：细胞自我控制的两种方式
在生物体生长发育和维持生命的过程中，细胞数量会不断变化，而细胞自我控
制则是维持生命平衡的基础。是两种重要的自我控制方式，在细胞生命周期中持续发挥作用。
一、细胞凋亡
细胞凋亡是一种程序性死亡方式，也是一种保持生态平衡的基本手段。细胞凋
亡分为内源性和外源性两种类型。内源性凋亡，也叫细胞自杀，发生在细胞内部，通常由细胞内部的信号通路启动。而外源性凋亡则由细胞外部的因素引起，例如光、化学物质或病毒等。
细胞凋亡在生物体代谢和发育中扮演着至关重要的角色，它可以清除过时的或
受损的细胞，避免细胞异常增殖或癌变等。此外，细胞凋亡还可以通过清除不必要的细胞形成鲜明的器官和结构，它是生物体内修剪程序的一部分。
细胞凋亡的信号机制非常复杂，通常由对细胞死亡的调节控制机制、细胞死亡
的调节因子，以及进一步促进或抑制细胞死亡的死亡复合体控制。运用分子遗传学和细胞生物学的技术，可以研究上述因素对细胞凋亡的影响。
二、细胞自噬
细胞自噬是一种细胞质内部的、泛基因表达的进化保守性现象。细胞通过分解
组成自身的物质来维持其生长、发育和代谢的平衡。这个过程由一系列基因表达调控和分子交互作用所控制。
在细胞自噬的过程中，细胞自己将问题分子嵌入到自身膜结构中，并且通过走
向溶酶体来消化内部构成。由于自噬对大多数物质（包括蛋白质、细胞器、DNA、
RNA等）都具有通性，因此细胞可以通过自噬从内而外维持生长、发育和代谢的平衡。
细胞自噬在细胞代谢、细胞炎症和免疫反应等多方面都起着重要作用，并且与许多人类疾病（如肥胖症、代谢综合症和免疫失衡病）密切相关。相比细胞凋亡，细胞自噬机制稍显复杂，但也可以通过基因分析和蛋白质交互研究得到深入了解。
细胞凋亡,细胞焦亡与细胞坏死的区别
细胞凋亡,细胞焦亡与细胞坏死的区别细胞凋亡，细胞焦亡与细胞坏死是细胞死亡的不同方式，它们的区别包括以下几个方面:
1. 细胞凋亡是一种有序的细胞死亡方式，通常是在细胞内信号通路的控制下进行的。细胞凋亡通常是一种有益的死亡方式，可以帮助身体清除受损或异常的细胞，促进组织的修复和再生。
2. 细胞焦亡是一种无序的细胞死亡方式，通常是由于细胞内温度升高或毒性物质积累而导致的。细胞焦亡通常是一种有害的死亡方式，可以帮助身体清除受损或异常的细胞，但同时也可能导致身体的损伤和疾病。
3. 细胞坏死是一种无序的细胞死亡方式，通常是由于外部因素 (如病毒、化学物质等) 或内部因素 (如缺氧、代谢紊乱等) 而导致的。细胞坏死通常是一种有害的死亡方式，可以帮助身体清除受损或异常的细胞，但同时也可能导致身体的损伤和疾病。
总的来说，细胞凋亡和细胞焦亡通常是一种有益的死亡方式，而细胞坏死则通常是一种有害的死亡方式。在身体内，细胞凋亡和细胞焦亡通常发生在特定的情境下，而细胞坏死则通常是一种紧急情况下的反应。
细胞的凋亡过程
细胞的凋亡过程
细胞凋亡是一种自然的生物学现象，它在维持组织与器官内正常的生理状态中起着重要的作用。凋亡是细胞有序死亡的过程，通过减少细胞数量以及控制细胞分裂，维持身体健康和生命活动的平衡。本文将详细介绍细胞凋亡的过程，从起点到最终效果，解释为什么细胞凋亡对生物体是如此重要。
1. 凋亡信号的传递
细胞凋亡的过程通常始于环境的刺激或内部机制的触发，这些触发因素被称为凋亡信号。凋亡信号可以来自细胞内部，如DNA损伤、细胞周期不调等，也可以来自细胞外部，如细胞因子的过度或者缺乏被检测到。当凋亡信号传递到细胞内部时，细胞会启动凋亡程序。
2. 凋亡调节蛋白的激活
一旦细胞接收到凋亡信号，凋亡调节蛋白会被激活并参与细胞凋亡的过程。其中，Bcl-2家族蛋白是凋亡调节蛋白家族的重要成员。这些蛋白可以分为两类：抑制凋亡的蛋白和促进凋亡的蛋白。当细胞受到不利刺激时，促进凋亡的Bcl-2家族蛋白会增加，并抑制凋亡的蛋白则减少。这种调节机制保证了凋亡过程的顺利进行。
3. 细胞核的改变
细胞凋亡的一个重要过程是细胞核的改变。一旦细胞接收到凋亡信号并激活凋亡调节蛋白，细胞核的结构会发生变化。典型的细胞凋亡中，细胞核呈现出核固缩、染色质凝聚和核破裂等形态学特点。这些
变化是细胞凋亡过程中不可或缺的一部分，有助于维持组织和器官的正常功能。
4. 线粒体损伤和细胞色素释放
细胞凋亡还涉及线粒体的损伤和细胞色素的释放。在凋亡过程中，线粒体膜通透性会增加，导致线粒体膜潜差的破坏。这会引起线粒体的功能障碍，释放出一系列与细胞凋亡有关的分子。其中，细胞色素C的释放被认为是细胞凋亡过程中的一个重要事件，它参与形成凋亡体和激活凋亡酶，从而加速细胞死亡。
细胞凋亡机制及其意义
细胞凋亡机制及其意义
细胞凋亡，又称细胞自杀，是一种由于内部或外部因素导致细
胞主动死亡的过程。正常情况下，细胞凋亡是机体调控由于年龄、DNA损伤、病毒感染等外界因素引起的异常细胞的一种重要方式。而在某些疾病如肿瘤、神经退行性疾病等的发病中，细胞凋亡也
起到了重要的作用。
1. 细胞凋亡的机制
细胞凋亡由多个信号通路调控，主要包括外部信号和内部信号
两个方面。
（1）外部信号
外部信号通常由细胞表面膜、毒素等引发，这些信号将会激活
细胞的死亡受体，进而引起一系列信号反应，最终导致细胞凋亡。其中最具代表性的是靶向细胞死亡受体的信号通道，该通道存在
于特定细胞表面并激发内部FasL等复合物的形成，转而引起凋亡。
（2）内部信号
内部信号是调控细胞凋亡的一种后续作用。当外部环境对正常
生理活动进行改变时，通常会激活细胞内部信号通路，如p53等
蛋白质的致死因子。这些通路会引起细胞内部的级联反应，如活
性氧（ROS）的产生、粒细胞-巨噬细胞集落刺激因子（GM-CSF）等促进细胞凋亡物质的释放，从而促进细胞的凋亡。
2. 细胞凋亡与疾病的关系
（1）肿瘤
肿瘤发生与细胞凋亡之间存在密切关系。在正常生理情况下，
细胞凋亡能够排除异常细胞、防止肿瘤的发生。而在肿瘤中，这
种机制常常失去了平衡，导致异常细胞的无限增殖，从而形成肿瘤。当前通过调整遗传修饰或通过药物手段调节细胞凋亡通路已
成为治疗肿瘤的重要手段。
（2）神经退行性疾病
神经退行性疾病包括阿尔兹海默病、帕金森病等。这些疾病的发生通常与细胞凋亡通路失调有关。长期炎症等局部异常状态通常可以导致细胞凋亡通路的活化，从而最终导致神经元的凋亡，进而引发神经退行性疾病的发生。因此，维持神经元凋亡通路的平衡对于预防神经退行性疾病也具有重要意义。
细胞凋亡的意义及其例子
细胞凋亡的意义及其例子
细胞凋亡，也被称为程序性细胞死亡，是一种高度有序的细胞死亡方式。细胞凋亡对维持组织和机体的正常功能起着重要的作用。在发育过程中，细胞凋亡有助于消除过多或异常的细胞，并促进器官的适应和分化。此外，细胞凋亡还在免疫系统的正常功能中起到关键作用，帮助清除受损或感染的细胞，并维持免疫系统的平衡。细胞凋亡也起到了防止肿瘤发生和抑制癌细胞生长的重要作用。下面将详细讨论细胞凋亡的意义以及一些例子。
1.发育过程中的细胞凋亡意义：
细胞凋亡在胚胎发育过程中起到至关重要的作用。在胚胎早期，迅速增长的细胞群主要依靠细胞凋亡来进行形态调整。例如，在神经发育中，神经管的旁边神经细胞通过细胞凋亡消失来形成正确的脑和脊髓结构。而在鸟类的关节表皮发育中，由于细胞凋亡在特定区域的发生，鸟类关节可以正常移动。
2.免疫系统中的细胞凋亡意义：
免疫系统利用细胞凋亡来帮助清除感染、受损或异常的细胞，维持机体的免疫平衡。免疫排斥过程中，细胞凋亡导致受到感染或异常的细胞死亡，确保抵抗进来的病原体。此外，细胞凋亡在自身免疫性疾病的防控中也起到了重要的作用。当免疫系统异常活跃时，它可以消除自体免疫反应导致的免疫细胞。
3.防止肿瘤发生的细胞凋亡意义：
细胞凋亡在防止肿瘤发生中起着关键作用。正常的细胞可以通过发生凋亡来消除损伤的DNA，从而防止细胞携带DNA损伤或突变的遗传物质复
制并传递给后代细胞。当发生癌变的细胞出现时，细胞凋亡可以将这些异常细胞清除掉，以避免癌细胞的扩散和病理性增殖。
下面列举一些细胞凋亡的例子，以更好地理解其意义：
细胞凋亡学说-概述说明以及解释
细胞凋亡学说-概述说明以及解释
1.引言
1.1 概述
概述
细胞凋亡是一种普遍存在于多细胞生物中的重要细胞死亡方式。相较于其他形式的细胞死亡，细胞凋亡具有高度规律性、可逆性以及对细胞周围环境的敏感性。自细胞凋亡学说的提出以来，它在生物学研究领域引起了广泛的关注与讨论。
细胞凋亡学说的提出，为研究细胞死亡的机制以及疾病的发生提供了重要的理论基础。早期的研究表明，细胞凋亡可以通过调节各种细胞信号途径来实现，如细胞内的凋亡信号通路和细胞外的细胞凋亡诱导因子。通过这些信号通路的调控，细胞可以被准确地激活和执行死亡程序。
此外，细胞凋亡在维持机体内稳态和组织发育中也起着重要的作用。在发育过程中，细胞凋亡帮助塑造形态结构，并清除不需要或异常的细胞。此外，细胞凋亡还参与抵抗感染和防止肿瘤的形成，对维持机体的正常功能至关重要。
然而，尽管细胞凋亡学说在生物学研究中获得了广泛的支持，但它仍
然存在一些争议和未解之谜。首先，细胞凋亡的具体调控机制尚不完全清楚，特别是在复杂的生理和病理过程中。其次，细胞凋亡是否是一种可逆的过程还存在争议，尤其是在某些特定条件下。
随着科学技术的不断发展，对细胞凋亡的研究也在不断深入。新的发现和理论的提出将进一步推动细胞凋亡学说的发展，并为疾病治疗和药物研发提供新的思路和策略。细胞凋亡学说的深入研究将有助于我们更好地理解生命的奥秘，并为人类健康和生命科学的进一步发展提供重要的基础。
1.2文章结构
文章结构部分的内容可以围绕以下几个方面展开：
1.2 文章结构
本文将按照以下结构进行论述：
第一部分为引言部分，包括概述、文章结构和目的。在概述部分，将介绍细胞凋亡作为一个重要的生物学过程，并简要阐述其背景和意义。文章结构部分将概述本文的章节安排，给读者一个整体的框架。目的部分将明确本文旨在探讨细胞凋亡学说的基本原理、调控机制以及其意义和应用、争议与发展。
细胞凋亡形态学特征
细胞凋亡形态学特征
细胞凋亡形态学特征包括以下几个方面：
1. 细胞体积缩小：细胞凋亡时，细胞内的水分和离子浓度发生改变，导致细胞体积缩小。
2. 核染色质凝聚：细胞凋亡时，细胞核内的染色质会凝聚成团块状，称为“核小体”。
3. 胞浆内空泡形成：细胞凋亡时，胞浆内会出现一些大小不一的空泡，这些空泡是由膜结构包裹的。
4. 膜通透性改变：细胞凋亡时，细胞膜的通透性会发生改变，使得一些分子和离子能够进入或离开细胞。
5. 细胞膜表面标记物变化：某些细胞在凋亡过程中会在细胞膜表面表达特定的蛋白质，如磷脂酰丝氨酸(PS)和糖化终产物(GSDMD),这些标记物可以帮助识别和鉴定正在发生凋亡的细胞。
细胞凋亡
英国科学家约翰·苏尔斯顿(John 英国科学家约翰 苏尔斯顿(John E.Sulston) ， 苏尔斯顿 1963年获英国剑桥大学学士学位 1966年获剑桥 年获英国剑桥大学学士学位， 1963年获英国剑桥大学学士学位，1966年获剑桥 大学博士学位，1966到1969年间在美国圣迭戈 大学博士学位，1966到1969年间在美国圣迭戈 索尔克生物研究中心”做博士后，1969年到著 “索尔克生物研究中心”做博士后，1969年到著 名的英国MRC分子生物实验室从事研究，1986年 MRC分子生物实验室从事研究 名的英国MRC分子生物实验室从事研究，1986年 入选英国皇家学会，1992年到2000年间任英国剑 年到2000 入选英国皇家学会，1992年到2000年间任英国剑 桥桑格中心主任。 桥桑格中心主任。他的贡献在于找到了可以对细 胞每一个分裂和分化过程进行跟踪的细胞图谱。 胞每一个分裂和分化过程进行跟踪的细胞图谱。 他指出，细胞分化时会经历一种“ 他指出，细胞分化时会经历一种“程序性细胞死 的过程， 亡”的过程，他还确认了在细胞死亡过程中控制 基因的最初变化情况。 基因的最初变化情况。
二、细胞凋亡的形态学及生化特征
1．细胞凋亡的形态学特征 往往涉及单个细胞。凋亡细胞连接消失， 1）往往涉及单个细胞。凋亡细胞连接消失，与周围的细胞 脱落。 脱落。 细胞体积变小，细胞质浓缩。 2）细胞体积变小，细胞质浓缩。 胞膜结构完整，有泡状突起。 3）胞膜结构完整，有泡状突起。 细胞核染色质浓缩，聚集核膜周围。 4）细胞核染色质浓缩，聚集核膜周围。 5）在胞浆中出现由降解的胞浆和胞核成分包裹于膜性成分 中形成的凋亡小体 凋亡小体(Apoptotic bodies)。 中形成的凋亡小体(Apoptotic bodies)。 无内容物外溢，因而不引起周围的炎症反应。 6）无内容物外溢，因而不引起周围的炎症反应。
细胞凋亡的分类
细胞凋亡的分类
细胞凋亡是指细胞主动死亡的过程，其在生物体内起着重要的作用。按照不同的分类方式，细胞凋亡可以分为以下几种类型：
1. 坏死性凋亡：此种凋亡一般由于外界因素（例如高温、辐射等）导致细胞死亡。此时，细胞内的氧化物质和酶会逸出细胞，损伤周围细胞，造成二次伤害。坏死性凋亡通常与炎症和组织坏死等病理过程有关。
2. 早期凋亡：此种凋亡是一种类似自杀的细胞死亡方式，通常发生在动物发育的早期。在胚胎发育过程中，一些细胞会自发地死亡，并被周围细胞吞噬。这种凋亡对于器官的发育和形态的塑造起到重要的作用。
3. 细胞周期性凋亡：此种凋亡通常发生在细胞周期的M期，即有丝分裂期。在这个阶段，细胞发生分裂错误或染色体不对称等错误，导致细胞无法成功分裂，从而启动凋亡程序。
4. 免疫性凋亡：此种凋亡与免疫系统有关。当机体识别到异常细胞时，会向其释放信号物质，引导其凋亡，以防止异常细胞的扩散和损伤。
5. 非程序性凋亡：此种凋亡是指自然死亡或病理性死亡，由于细胞的衰老、疾病等因素导致细胞死亡。对于身体内的组织和器官，这种非程序性凋亡是不可避免的。
细胞凋亡的分类，对于研究细胞生物学和疾病发生机制等方面都具有重要的意义。不同类型的凋亡方式，涉及到不同的细胞信号通路
和分子机制，因此，在针对不同类型的凋亡进行治疗时，也需要考虑到这些差异性。
细胞凋亡详解-附过程示意图
细胞凋亡
细胞凋亡（apoptosis）指为维持内环境稳定，由基因控制的细胞自主的有序的死亡。细胞凋亡与细胞坏死不同，细胞凋亡不是一件被动的过程，而是主动过程，它涉及一系列基因的激活、表达以及调控等的作用，它并不是病理条件下，自体损伤的一种现象，而是为更好地适应生存环境而主动争取的一种死亡过程。
中文名细胞凋亡外文名Apoptosis
Apoptosis 美[ˌæpɔpˈtoʊsɪz] n.程序性细胞死亡，细胞凋落，细胞凋亡
a type of cell death in which the cell uses specialized cellular machinery to kill itself
人体内的细胞注定是要死亡的，有些死亡是生理性的，有些死亡则是病理性的，有关细胞死亡过程的研究，已成为生物学、医学研究的一个热点。人们已经知道细胞的死亡起码有两种方式，即细胞坏死与细胞凋亡（apoptosis）。细胞坏死是早已被认识到的一种细胞死亡方式，而细胞凋亡则是逐渐被认识的一种细胞死亡方式。细胞凋亡是细胞
的一种基本生物学现象，在多细胞生物去除不需要的或异常的细胞中起着必要的作用。它在生物体的进化、内环境的稳定以及多个系统的发育中起着重要的作用。细胞凋亡不仅是一种特殊的细胞死亡类型，而且具有重要的生物学意义及复杂的分子生物学机制。
凋亡是多基因严格控制的过程。这些基因在种属之间非常保守，如Bcl-2家族、caspase家族、癌基因如C-myc、抑癌基因P53等，随着分子生物学技术的发展对多种细胞凋亡的过程有了相当的认识，但是迄今为止凋亡过程确切机制尚不完全清楚。而凋亡过程的紊乱可能与许多疾病的发生有直接或间接的关系。如肿瘤、自身免疫性疾病等，能够诱发细胞凋亡的因素很多，如射线、药物等。
细胞凋亡的特点
细胞凋亡的特点
细胞凋亡是一种自我调控的程序性细胞死亡过程，也被称为程序性细胞死亡或细胞自杀。细胞凋亡在多种生理和病理状态下起着重要的作用，是维持组织和器官正常发育、功能和稳态的关键过程。细胞凋亡具有一系列特点，下面将详细解释。
1. 特异性：细胞凋亡是一种高度特异性的细胞死亡方式，它只作用于某些特定的细胞类型。相比之下，坏死是一种非特异性的细胞死亡方式，可以作用于各种细胞。细胞凋亡的特异性是由于细胞内部的一系列信号通路的调控。
2. 程序性：细胞凋亡是一种有序的程序性过程，包括凋亡信号的接收、转导和执行等多个阶段。这些阶段严格按照一定的顺序进行，从而保证细胞凋亡的正常进行。在细胞凋亡过程中，细胞核会出现核染色质凝聚、核膜破裂、DNA断裂等明显的形态学改变，这些改变是细胞凋亡过程的特征性标志。
3. 自我调控：细胞凋亡是由细胞内部一系列信号通路的调控所控制的。这些信号通路可以被外界因素（如细胞因子、药物等）或内部因素（如细胞DNA损伤、细胞周期调控）所激活。一旦细胞接收到凋亡信号，就会启动细胞凋亡程序，最终导致细胞死亡。
4. 凋亡信号：细胞凋亡的启动需要特定的凋亡信号。这些凋亡信号可以是外部环境的变化（如辐射、化学药物等），也可以是细胞内部
的因素（如DNA损伤、细胞周期异常等）。凋亡信号的接收和传递是细胞凋亡过程中的关键步骤，它们通过一系列的信号通路来调控细胞凋亡的执行。
5. 清除机制：细胞凋亡过程中，细胞会释放出一系列信号分子，吸引周围的巨噬细胞和其他清除细胞来吞噬凋亡细胞。这样可以避免凋亡细胞释放出的细胞内部成分对周围组织产生损害，同时也有利于维持组织和器官的正常结构和功能。
细胞周期和细胞凋亡
细胞周期和细胞凋亡
是细胞生物学中的两个重要概念。细胞周期指的是细胞从分裂
开始到下一次分裂之间的生命周期，包括有丝分裂和减数分裂两
种方式。细胞凋亡则是指细胞主动死亡的过程，这个过程对于细
胞的发育、免疫调节、组织自我修复等方面有着非常重要的作用。
一、细胞周期
细胞周期分为四个阶段: G1期、S期、G2期和有丝分裂期。
1. G1期
在这个阶段中，细胞具有最高的代谢活性，并可合成大多数细
胞器和蛋白质，积累足够的能量，为DNA复制做好充分准备。在
此时，细胞的核和细胞质均稳定，没有明显的形态变化，但会降
低对DNA损伤的敏感性。
2. S期
在这个阶段中，细胞开始复制DNA，在此之后新合成的染色
体将会被均分到两个女儿细胞中。此时DNA含量会翻倍，但染色
体数目不变。S期将持续数小时到数天不等，时间长短依据种类而异。在蛋白质的帮助下，复制整个基因组会避免资料丢失或无法
读取。
3. G2期
在这个阶段，最后的准备工作已经完成，细胞会开始逐渐分裂。该时期是细胞代谢活性的最高点，准备进入前缘组合。在这个阶
段中，细胞会开始合成新蛋白质和细胞器，为细胞复制做充分的
准备。
4. 有丝分裂期
有丝分裂期是细胞周期的最后一个阶段。这个过程是指细胞核
的复制和分裂，是所有有细胞核生物体中最常见的一种细胞分裂
方式，其目的是制造新的细胞。有丝分裂期可分为前期、中期和
后期三个阶段。在命名和明确过程中，该过程注重于染色体的生长、分离和移动。
二、细胞凋亡
细胞凋亡是一种机能自毁现象，它致使细胞直接凋亡，而不是单纯地将脏器化到最低限度。细胞凋亡在个体的生长、分化、发育、整治以及内在免疫调节中发挥着重要作用。它不仅能消除病变或损伤细胞，而且能抑制异己突变细胞的生长、增殖和繁衍。此外，细胞凋亡还具有诱导或保护神经轴突、调节组织发育和维持气体交换的作用。
细胞凋亡机制
细胞凋亡机制
细胞凋亡是指生物体内细胞自行死亡的过程，是一种重要的生物学现象。细胞凋亡可以通过多种不同的机制诱导，例如凋亡因子、DNA 损伤等。本文将介绍细胞凋亡的机制。
一、线粒体介导的凋亡途径
线粒体介导的细胞凋亡途径是最为典型的一种凋亡机制。当细胞受到一定的刺激时，线粒体膜上的通透性转换孔会打开，导致线粒体内部存储的蛋白酶活性释放到细胞质内。这些蛋白酶可以直接或间接地作用于多个细胞凋亡相关信号通路的关键因子，引发凋亡反应。
二、死亡受体介导的凋亡途径
死亡受体介导的细胞凋亡途径是由一组细胞膜上的死亡受体依赖性引起的。当凋亡因子与死亡受体结合时，会引起受体的聚合、活化和自身发生跨膜转导信号。进而激活细胞凋亡途径。
三、内质网应激介导的细胞凋亡途径
内质网应激介导的细胞凋亡途径是由内质网折叠状态的紊乱和过度应激引起的。当细胞受到外界刺激时，内质网失去平衡，开始累积未完成的蛋白质。此时，细胞会发出应激信号，将其带入凋亡途径。最终导致细胞凋亡的发生。
总结
以上三种细胞凋亡机制仅是细胞内部几个通路的不完整描述。在生
命体内，这些凋亡机制还相应地糅合在一起。每一个细胞凋亡途径的
详细描述和作用机制都很重要，可以作为研究疾病和细胞自毁的基础。
细胞凋亡的概念
细胞凋亡的概念
细胞凋亡是一种紧密调控的、程序性的细胞死亡过程，它与细胞周期和细
胞分化等生命过程密切相关。它是一种特殊的凋亡方式，与坏死（necrosis）不同，是受主导作用基因的控制和调节，在许多正常和病理生理状态下发挥多种
生理和病理学作用。
细胞凋亡有三个不同阶段：触发阶段、执行阶段和清除阶段。触发阶段是
由于内部或外部刺激引起的集体若干因子的相互作用，需要一定的“启动器”
或“开关”。执行阶段通过激活协调一系列程序性的信号通路，最终导致细胞
死亡。清除阶段则是由周围细胞、血管和免疫系统等，通过吞噬或分解细胞碎
片等方式清除死亡细胞。
细胞凋亡的触发方式通常分为内源性和外源性两种，内源性途径主要包括
线粒体途径、内源性性凋亡途径；外源性途径主要包括Fas途径和TNF-α途径。线粒体途径具有重要的调控作用，受损的线粒体释放出多种因子如CYTOCHROME C、Smac等，这些因子可普遍影响细胞发生凋亡。内源性性凋
亡途径主要由凋亡调控蛋白（APAF-1）、半胱氨酸天冬酰酶（Caspase）等构成，执行阶段由凋亡发生因子（AIF）、内部剪切体（ICAD）等构成。
Fas途径和TNF-α途径主要通过激活liechmeri体系，最终导致细胞凋亡。特别是在细胞凋亡的清除过程中，liechmeri的介入作用尤为明显，它能够识别、
清除凋亡细胞，由此保证了机体的正常生理和病理学状态。这种介入除了对于
清除凋亡细胞外，同样对于自身免疫调节、急性炎症反应等方面都有着重要的
作用。
细胞凋亡的发生与生物体内外环境因素的变化密切相关。对于生物体来说，细胞凋亡是一种非常有效的保护机制，当细胞的损伤得到了有效的修复或替代时，机体能够很快地清除凋亡细胞。在癌症的治疗中，细胞凋亡也发挥着重要
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琼脂糖凝胶电泳中可呈特征的阶梯状条带，是判
断细胞凋亡的客观指标之一。
DNA 'ladder
endonucleolytic
DNA fragmentation nucleosome core histone
DNA
chromatin
180bp
Detection of DNA fragmentation
（2）促进凋亡（proapoptotic genes) 基因：p53、ICE、 Fas、Bax等。 野生型p53基因——编码p53蛋白，故名。 功能：促使恶性肿瘤细胞、衰老细胞或损伤较重的 细胞凋亡，修复受损的细胞（分子警察）。 机制：射线、毒素 启动DNA修复机制 DNA损伤+P53 蛋白 DNA修复
启动细胞凋亡机制
细胞凋亡
P53 基因突变后反而抑制细胞凋亡,值得注意。
Role of p53 in cell survival and apoptosis
Fas
other mechanisms
DNA damage
p53
Bcl-2 Bax cell cycle arrest DNA repair
2004 0498
2004 0491
Interactions of Bcl-2 family members
Chan and Yu (2004). Clin. Exp. Pharm. Phys. 31:119-28
2004 0497
功能：抑制多种凋亡诱导因素（如电离辐射、化学药物）
所引起的细胞凋亡。 机制： *直接抗氧化而抑制细胞调亡； *抑制线粒体释放促凋亡的蛋白质； *抑制促凋亡调节蛋白的细胞毒作用； *抑制凋亡蛋白酶的激活； *维持细胞钙稳态。
1.细胞凋亡的诱导因素与抑制因素 (1)诱导因素（启动细胞凋亡） 理化因素：电离辐射、高温、强酸、强碱、细胞毒 性抗癌药等。 激素和生长因子失衡：二者过多或缺乏均可应起细 胞凋亡。例：强烈应激反应 糖皮质激素 淋巴细胞凋亡。 病原体：细菌、病毒等。例：HIV CD4+T细胞 凋亡。 (2)抑制因素（抑制细胞凋亡） 细胞生长因子：如IL-2 、神经生长因子。 激素 例：ACTH 肾上腺皮质细胞凋亡。 其他：如Zn2+、药物、某些病毒等。
C C
H CHOH CHNHCOCH(CH2)21CH3 CH2 OH
O O OH HO OH
二酯酰甘油/蛋白激酶C信号系统
MAPK 信号系统
（三） 细胞凋亡的相关基因
Genes associated with apoptosis
（1）抑制凋亡(anti-apoptotic genes) 基因：Bcl-2、 EIB 、IAP（inhibitors of apoptosis proteins)等。 Bcl-2(B-cell lymphoma/leukemia -2)基因：
（二). 细胞凋亡信号的转导
凋亡诱导因素
作用于
细胞
转化为
凋亡信号
胞内信号转导途径
激活细胞死亡程序
细胞凋亡（DNA片段化及蛋白解体）。
凋亡信号转导系统的特点：
（1）多样性：即不同种类的细胞有不同的 信号转导系统。 （2）偶联性：即死亡信号的转导系统与细 胞增殖、分化过程中的信号转导系统在 某些环节上有交叉、偶联。同一个信号， 在不同条件下既可引起凋亡，也可引起 增殖。 （3）同一性：即不同的凋亡诱导因素可通 过同一信号转 导系统引起细胞凋亡。 （4）多途性：即同一凋亡诱导因素，可通 过多条信息转导途径引起的细胞凋亡。
1. 胞内Ca2+ 信号系统
cAMP-蛋白激酶途径总结
R G AC
ATP
磷酸二酯酶 AMP cAMP
蛋白激酶A
酶活性改变 蛋白质或 酶磷酸化 膜通透性改变 基因转录加快 蛋白质合成加速 信息效应
3.FAS蛋白/FAS配体信号转导系统 Death receptor-induced signaling
凋亡过程小结
凋亡 cAMP 诱导 +受体 Ca2+ 因素 神经酰胺 信号转导 死 亡 信 号
Dnase激活 Caspases激活 执行凋亡
凋亡相关基因激活 基因激活 巨噬细胞吞噬 分解凋亡细胞 凋亡细胞的清除
二、凋亡时细胞的主要变化
（一）细胞凋亡的形态学改变
1.细胞核的变化: 核固缩、核染色质凝聚、边集， 最后解离形成核碎片。
2003 0276
4 . 神经酰胺(ceramide)信号转导系统
CH3(CH2)12 H C C H CHOH CHNH O C R
神经鞘磷脂 Sphingomyelin，SM SM酶
O + CH2O P OCH2CH2N(CH3)3 O
神经酰胺ceramide
CH3(CH2)12 H CH2OH
3. Caspase的激活及其作用*
Activation and activity of Caspases
• 含半胱氨酸的门冬氨酸特异水解 酶 （cysteine containing aspartate-specific proteases， CASPASES)是一组对底物天冬氨 酸部位有特异水解作用，其活性 中心富含半胱氨酸的蛋白酶。
Caspases8、9、10起凋亡启动子作用， Caspases3、6、7、9、12起凋亡效应子作用， 能分解细胞蛋白，起凋亡执行器作用。
凋 亡 蛋 白 酶 原
死亡信号 + 受体 （受体激活途径） 死亡信号 损伤线粒体
（线粒体激活途径）
凋 亡 蛋 白 酶
Mechanism of caspase activation
Asp Asp
prodomain autoproteolysis, other caspases
large
百度文库
small prodomain
zymogen
active caspase
catalytic domain requires amino acids from large and small subunits
第九章 细胞凋亡异常与疾病 Disturbance of apoptosis and diseases
讲授内容
一、细胞凋亡的概念 二、细胞凋亡的过程及其调控 三、细胞凋亡的发生机制
四、细胞凋亡与疾病 五、细胞凋亡在疾病防治中的意义
细胞凋亡的概念
凋亡（apoptosis）一词来自希腊语，apo指分离， ptosis指落下，Apoptosis即花瓣或树叶的枯落。 1972年Kerr等人首先提出了一个不同于传统坏 死的细胞死亡新概念—— 细胞凋亡（apoptosis） 。 细胞凋亡是由体内外因素触发细胞内预存的死
细胞坏死与凋亡的区别
———————————————————
基因调控
细胞凋亡的意义 biological significance of apoptosis：
1. 确保正常的生长发育(development )：清除 无用、多余的细胞。 2. 维持内环境稳定(maintenance of homeostasis) ：清除受损、突变或衰老的 细胞。 3. 发挥积极的防御功能(defense reaction)： 清除病毒感染的细胞等对机体有害的细胞。
1. DNA的片段化（fragmentation of DNA): 即D NA 双链片段化断裂。其断裂部位发生在染色质核小体 的连接部，此处易受内源性核酸内切酶 的攻击而断 裂。
DNase
DNA链上每隔200个核苷酸就有1个核小体，当
核酸内切酶在核小体连接部切开DNA时，即可形
成180～ 200bp或其整倍数的DNA片段。这些片段在
2. 内源性核酸内切酶激活及其作用：
Activation and activity of endonuclease ( caspase-activated deoxyribonuclease, CAD)
在正常情况下，内源性核酸内切酶以无活性的形 成存在于细胞核内。如被激活就可切断染色质DNA。 核酸内切酶 (无活性） Ca2+ Mg2+ 核酸内切酶(有活性) 切开DNA(核小体连接部)
（3）双向调控基因：C-myc 双向调节：
诱导细胞增殖（有生长因子）
诱导细胞凋亡（无生长因子）
第三节 细胞凋亡的发生机制
1. 氧化应激 2. 钙稳态失衡 3. 线粒体损伤
• (一) 氧化应激（oxidative stress）与自由 基的损伤作用
• 1.氧自由基对DNA损伤导致聚ADP核糖转移 酶活化和P53基因的激活。前者引起NAD快速耗 竭，ATP 大量消耗，使细胞凋亡。后者具有促进 细胞 凋亡的功能。 • 2.氧自由基攻击细胞膜上不饱和脂肪酸，引起 脂质过氧化直接造成细胞膜损伤，导致细胞凋亡。 • 3.氧化应激可激活Ca2+/Mg2+ 依赖的核酸内切酶 及活化核转录因子如NF-κB，诱导细胞凋亡。 • 4.氧化应激引起细胞膜结构的破坏，使Ca2+ 内 流增加；脂质过氧化等诱导细胞凋亡。
Tissue remodeling.
Sculpting the digits in the developing mouse paw by apoptosis.
Elimination of transitory organs and tissues.
The resorption of the tadpole tail at the time of its metamorphosis into a frog occurs by apoptosis.
亡程序而导致细胞死亡过程，又称程序性细胞死亡
（programmed cell death ,PCD）。
Cell death These electron micrographs show cells that have died by (A) necrosis or (B and C) apoptosis. The cells in (A) and (B) died in a culture dish, whereas the cell in (C) died in a developing tissue and has been engulfed by a neighboring cell.
分布：造血细胞、上皮细胞、淋巴细胞、多 种瘤细胞。 BCL-2 家族：抗凋亡的Bcl-2、Bcl-XL、Mc1-1等。 促凋亡的Bad、Bax、Bak、Bid等。
Bcl-2 family members
Chan and Yu (2004). Clin. Exp. Pharm. Phys. 31:119-28
—————————————————— 坏死 凋亡 — ———————————————————
性质 病理性细胞死亡 诱导因素 强烈刺激，严重损伤 生理性或病理性细胞死亡 较弱刺激，轻度损伤 形态变化 细胞结构全面溶解、破坏、 成群细胞死亡 炎症反应 溶酶体破裂，局部有炎 症反应 DNA降解 不规则,电泳不呈梯状分布 蛋白质合成 无 无,被动而无序的随机降解 胞膜及细胞器相对完整,形 成凋亡小体,个别细胞死亡 溶酶体相对完整，局部无炎症 反应 规则,电泳呈梯状分布 有 有,主动而有序的有控降解
细胞凋亡参与皮肤更新
第二节 细胞凋亡及其调控
一、细胞凋亡大致过程(process) （四个阶段）
1.凋亡信号转导(signal transduction)
2.凋亡基因激活(activation of apoptotic genes) 3.凋亡的执行（execution of death, 由DNase 和 caspases执行） 4.凋亡细胞的清除(clearance of apoptotic cells) 。
2004 0484
凋亡蛋白酶(caspases)作用 (1)水解蛋白质，分割胞质，形成凋亡小体 (2)灭活凋亡抑制物（Bcl-2） (3)参加凋亡级联反应，水解凋亡相关活性蛋白
三、细胞凋亡的调控
（一）细胞凋亡相关因素 （二). 细胞凋亡信号的转导 （三） 细胞凋亡的相关基因
（一）细胞凋亡相关因素factors associated with apoptosis
2.细胞质的变化: 细胞表面微绒毛消失，并逐渐 与周围细胞脱离。 胞质脱水、体积缩小、空泡化；内 质网不断扩张并与胞膜融合，形成膜表面的芽状突起， 即出芽（buding）。
(二) 细胞凋亡时的主要变化
细胞凋亡的形态学变化
(Morphological changes)
（二） 细胞凋亡的生化改变