分子生物学-6细胞凋亡共107页文档
细胞生物学中的细胞凋亡
细胞生物学中的细胞凋亡细胞凋亡是细胞生物学中一个重要的概念，它是细胞自我死亡的一种形式。
细胞凋亡在生物体的发育、组织维持和免疫调节等方面起着重要作用。
本文将从细胞凋亡的定义、机制和调控等方面进行探讨。
细胞凋亡是一种高度有序的程序性细胞死亡过程。
相对于坏死，细胞凋亡具有以下几个特点：首先，细胞凋亡是一种主动的过程，细胞在内外环境的调控下主动选择死亡；其次，细胞凋亡过程中，细胞会出现各种形态上的变化，如细胞体积缩小、细胞核染色体凝缩和DNA断裂等；最后，细胞凋亡具有高度的保护性，不会引起炎症反应，从而对维持组织的稳定性起到重要作用。
细胞凋亡的机制十分复杂，涉及到一系列的分子信号通路。
其中，线粒体通路和死亡受体通路是两个主要的细胞凋亡通路。
线粒体通路主要通过释放线粒体内的细胞因子，如细胞色素c，来激活半胱天冬酶家族的半胱天冬酶-3，进而引发一系列的细胞凋亡反应。
而死亡受体通路则是通过细胞膜上的死亡受体与其配体结合，激活半胱天冬酶家族的半胱天冬酶-8，从而引发细胞凋亡。
细胞凋亡的调控是一个复杂而精细的过程。
在细胞凋亡过程中，一系列的调控因子参与其中，如Bcl-2家族蛋白、细胞凋亡蛋白激酶和miRNA等。
Bcl-2家族蛋白是细胞凋亡调控的关键因子，它们能够调控线粒体通路中的细胞色素c释放。
细胞凋亡蛋白激酶则是细胞凋亡信号通路中的重要组成部分，它们能够激活或抑制细胞凋亡的关键蛋白。
miRNA是一类小分子RNA，能够通过调控靶基因的表达来影响细胞凋亡的进行。
细胞凋亡在生物体的发育中起着重要作用。
在胚胎发育过程中，细胞凋亡能够通过精确的时机和空间调控来塑造器官和组织的形态。
在成体组织维持方面，细胞凋亡能够清除老化、受损和异常细胞，以维持组织的健康状态。
此外，细胞凋亡还在免疫调节中发挥着重要作用。
在免疫应答过程中，细胞凋亡能够通过清除异常和自反应的免疫细胞来维持免疫系统的平衡。
细胞凋亡的异常调控与多种疾病的发生和发展密切相关。
细胞生物学之细胞凋亡及其调控的分子机制
1972年，Kerr等对肝细胞溶酶体的组化研究发现，结扎大鼠门脉左侧支数小时后引起肝左叶细胞片状死亡，但不同于细胞坏死，因而将细胞的这种死亡命为细胞凋亡。
大多数情况下程序化细胞死亡的形态学表现为细胞凋亡.
细胞凋亡的发现
第一节 凋亡细胞的特征及生物学意义
(一) 细胞凋亡的组织学变化 只发生在单个或几个细胞，其紧邻细胞完好； 与紧邻细胞间有空隙，有离群、脱落感；不引起炎症反应 (二) 主要形态学特征(多阶段) 凋亡细胞其形态特征表现为细胞皱缩、变小； 核固缩，胞质浓缩，细胞急剧变小； 细胞骨架解体，最后变成若干个凋亡小体。 注意点：凋亡全过程，质膜仍保持完整，细胞内容物不释放，不引起炎症反应。
一、细胞凋亡的基本特征
核内染色质凝聚、形成染色质块，并聚集于核的边缘呈多种形状排列，然后逐步分裂为碎片（核碎片形成）。
胞质脱水浓缩，体积减少约30%
(2 ) 细胞器的变化: A.线粒体早期体积增大，嵴增多晚期成空泡状, B失去微绒毛、细胞突起及细胞表面皱褶，膜电位下降，膜 流动性下降；C. 内质网腔扩大；D. 细胞骨架变得致密和紊乱。
死亡受体 (Fas/CD95,TNFR1)
CD95配体,TNF-α
FADD
Caspase-8,10
Caspase-3,6,7
PARP,Lamin,PK,DNA-PK
DNA断裂,细胞固缩等
细胞凋亡
Caspase 激活物
起始Caspase
效应Caspase
Caspase 底物
CTL
粒酶B,穿孔素
胞外
CrB
具”short-prodomain”的效应分子(effector),如-3、-6、-7等，作为上游酶的底物被切割活化，再作用于多种蛋白质或酶，促使细胞凋亡。
细胞凋亡概述
细胞凋亡概述细胞凋亡是一种重要的生物学现象，它在细胞生物学与医学领域中具有重要的价值。
它是维持生物体内细胞稳态，保持生物体正常发育和生长的一种基本的调节方式。
细胞凋亡在肿瘤、免疫调节、神经退行性疾病等方面也具有重要意义。
本文将对细胞凋亡的相关概念、发生机制、作用方式以及在生物学与医学领域中的应用方面进行详细的阐述。
一、细胞凋亡的概念细胞凋亡是指受到内在或外在刺激后，细胞内部发生一系列可控制的生物化学变化，最终导致细胞自行死亡的一种程序性细胞死亡方式。
与坏死相比，凋亡是一种高度有序、精确可控的细胞死亡过程。
其特点是细胞在死亡前保持形态完整，凋亡细胞在形态上表现出明显的特征，如细胞体积缩小、胞质浓缩、核染色质凝聚成块状、核小体形成、细胞膜发生变化等。
细胞凋亡往往伴随有一系列特异的信号分子的激活，包括凋亡相关蛋白（apoptosis-related proteins），如细胞因子、酶、蛋白酶等。
二、细胞凋亡的发生机制细胞凋亡的发生涉及多种信号通路和分子调控机制。
细胞凋亡信号通路主要包括内源性通路和外源性通路两种。
2.外源性通路外源性通路又称作死亡受体介导的凋亡通路（death receptor-mediated pathway）。
外源刺激（如恶性肿瘤细胞、病毒感染等）可诱导凋亡相关受体（如TNF受体、Fas/APO-1受体等）被激活，激活受体后可直接或间接地激活caspase，从而引发细胞凋亡。
除了上述两种通路外，目前已发现了多种其他的凋亡信号通路，如内质网应激通路（endoplasmic reticulum stress pathway）、钙离子通路（calcium pathway）等。
这些信号通路相互联系、互为转化，构成了一个复杂的网络系统，共同参与细胞凋亡的调控。
三、细胞凋亡的作用方式细胞凋亡是一种基本的细胞调控方式，它在生物体内发挥着重要的作用。
1.维持生物体内细胞稳态细胞凋亡通过清除老化、受损或者异常细胞，维持生物体内细胞的稳态。
分子生物学--细胞凋亡课件
参与线虫PCD的基因，目前已知的有14个
经典凋亡模型
Apoptosis is all around us
（四）生理性细胞凋亡的作用
1. 确保正常发育、生长 在器官、组织的形成、成熟中发挥作用
(细胞团 多余细胞具的清备除复杂结构的组织器官)
生理性细胞凋亡的作用
（二）细胞死亡的方式
细胞坏死 细胞凋亡 细胞程序性死亡
1.细胞坏死(necrosis)
是细胞受到急性强力伤害时立即出现的反应 早期表现为细胞膜破坏，线粒体肿胀 溶酶体破裂,细胞内容物流出, 引起炎症
坏死
坏死炎细胞浸润
2.细胞凋亡(apoptosis)
•细胞凋亡的概念： 由体内外因素触发细胞内预存的死亡程序而导致 的细胞死亡过程
↓
∶
DNA片断
↓
凋亡小体形成
巨噬细胞 吞噬、分解
凋亡诱导因素 +
受体
apoptosis 凋亡过程与调控
细胞膜
cAMP Ca2+ 神经酰胺
凋亡相关 基因激活
细胞核
死亡信号
信 号 转 导
Dnase激活
Caspases激活
凋亡过程Ⅰ
apoptosis 凋亡过程与调控
Caspases激活 DNase激活
2. 维持内环境的稳定
清除受损、衰老和突变的细胞
(针对自身抗原T细胞的清除、子宫内膜周期性剥脱)
3. 发挥积极的防御作用
病毒DNA
二、细胞凋亡的形态学 变化和生化改变
（一）细胞凋亡的形态学变化
微绒毛消失 脱水 空泡化(blebbing) 固缩(condensation) 出芽(budding) 染色质边集(margination) 凋亡小体(apoptosis body)
细胞凋亡概述
细胞凋亡概述细胞凋亡是有机体中的一种自然程序性死亡，是一种重要的基础生物学现象，也是生物学研究的热点之一。
细胞凋亡是细胞自身控制细胞生长和细胞死亡的方式，它被广泛应用于生物体内神经元间的选择性消失、致死因素诱导的消失以及对免疫系统的调节等方面。
细胞凋亡是细胞死亡的一种形式。
通过活细胞基因表达或激素和细胞内途径等信号通道，在可逆性途径被尝试了一定程度后，细胞会进人细胞凋亡环节。
地球上的所有生命都经历着细胞凋亡的进程，包括人类。
大量的人类研究显示，细胞凋亡对于正常细胞发展和生命的维持是非常非常重要的。
细胞凋亡可以通过多种激发途径来引导。
当一个细胞接受到凋亡信号时，它会自行启动一系列细胞内分子紊乱行为从而启动凋亡。
分子传感器被激活，并启动激动剂分子的总体分级。
高级激动剂可以选择性地引发凋亡，在单一细胞死亡的基础上形成长时间跨度内的细胞消亡。
1.细胞凋亡是一种非炎症性、静态的、正常的亲和死亡。
2.细胞凋亡是一种自发的自我死亡过程。
它和坏死是基本的两种细胞死亡形式。
随着研究的不断深入，越来越多的实验结果表明，在一些针对恶性细胞的抗癌化学治疗中，自发的细胞凋亡往往是癌症细胞被杀死的主要途径。
3.细胞凋亡的特征之一是对许多传统坏死的诱因不敏感。
而且，细胞凋亡常常是自发的，而不是由外部原因引起的。
细胞凋亡的结果是细胞死亡，但是却不存在在细胞凋亡时积聚的各种细胞自溶酶的存在。
4.细胞凋亡是一种高度可逆的局部。
换句话说，当细胞停止受到凋亡信号时，没有必要杀死这些细胞。
5.需要注意的是，在细胞凋亡的过程中，与细胞损伤等其他形式的细胞死亡形式相比，细胞食道下降而不是暴发。
细胞凋亡可以分为两大类：单次切断和连续切断。
单次切断：细胞凋亡可以通过单次失活通路来实现。
这种凋亡方式是最基本的细胞凋亡方式之一。
一些凋亡激活剂可以诱导细胞在1至2个小时内就死亡，而且这种死亡并不涉及由于DNA损伤/修复公共进程引起的复杂的分子级联反应。
分子生物学中的细胞周期和凋亡
分子生物学中的细胞周期和凋亡细胞周期和凋亡是分子生物学中两个非常重要的概念。
细胞周期指的是细胞从分裂到分裂的一个阶段，而细胞凋亡指的是受损或衰老的细胞主动死亡的过程。
两者都是细胞生命活动的重要组成部分，也是细胞命运的决定因素之一。
本文将深入探讨细胞周期和凋亡对生命体系的影响，以及分子生物学中的相关研究进展。
一、细胞周期的基本过程细胞周期由四个相（G1、S、G2、M期）组成。
其中，G1期是细胞从上一个分裂到DNA复制的阶段，S期是DNA复制的阶段，G2期是细胞从DNA复制到有丝分裂的阶段，M期是有丝分裂的阶段。
细胞周期的控制主要由细胞周期蛋白（cyclin）和细胞周期蛋白依赖性激酶（CDK）调节，这两者共同作用起到决定细胞进入不同相状态的作用。
在G1期，细胞通过调控细胞周期蛋白D（cyclin D）的表达来控制细胞周期的起始。
当细胞周期蛋白D与CDK4或CDK6结合后，就可以激活复制起始点（origin of replication，ORI）的启动酶，从而促进细胞复制。
当G1期缺失或CDK4/6被抑制时，细胞进入G0期或处于静止状态。
在S期，细胞周期蛋白E（cyclin E）与CDK2结合，形成复制复合物往外伸长。
同时，另一个细胞周期蛋白A（cyclin A）与CDK2结合，形成新的复制复合物往外伸长。
这样一来，细胞内就会有两个相同的DNA链，完成了DNA复制的任务。
在G2期，细胞周期蛋白A与CDK1结合起来，进一步调控细胞准备进行有丝分裂。
这个阶段的关键是让细胞从DNA复制中恢复过来，细胞周期蛋白A通过调控微管的聚合和动态重构促进细胞分裂。
M期是细胞周期的高潮，这个阶段细胞受到复杂的调节机制，从中央纺锤体运动到染色体涡轮状排列，最终完成有丝分裂。
二、细胞凋亡的基本过程细胞凋亡指的是一组精细的发生在细胞内的程序性死亡过程。
这个过程通常是由一系列特定的信号引导的，它们与细胞周围环境的变化直接相关。
在信号引导下，细胞启动了一系列程序性的生化反应，包括形态改变、膜片状体的分离和线粒体膜的异常增加等。
细胞凋亡机制的分子生物学研究
细胞凋亡机制的分子生物学研究细胞凋亡是一种程序性死亡方式，可以通过一系列分子生物学事件来实现。
凋亡通常发生在细胞发生变异或需要被清除的场合。
它是细胞自我调节机制的一个组成部分，有助于维持生态平衡，避免疾病和癌症的发生发展。
本文将介绍几种重要的细胞凋亡机制和它们的分子生物学研究进展。
1. 线粒体介导的凋亡线粒体介导的凋亡是一种重要的凋亡机制。
在这个过程中，细胞释放了一些有害分子，如细胞色素C和活性氧负离子等。
这些活性分子被认为可以引起DNA损伤和丝裂原体的激活，导致细胞死亡，从而保证身体的健康。
以往的研究表明，线粒体介导的凋亡是由Bcl-2家族蛋白控制的。
这些蛋白在细胞内重要的作用是抑制线粒体介导的凋亡。
同时，Bax和Bak等2个蛋白则起到促进凋亡的作用。
近年来的研究还发现，小的肽分子也可以调节Bcl-2家族蛋白的活性和表达。
这些发现对于开发新的肿瘤治疗手段具有重要的意义。
2. 凋亡诱导因子途径凋亡诱导因子途径是通过活化细胞内的凋亡相关酶（caspase）来促进细胞死亡。
这种途径的活性通常通过配体及其受体之间的结合来激活。
如一些在细胞凋亡中起到重要作用的受体有Fas受体，TNF-α受体和TNF-相关凋亡诱导配体-（TRAIL）受体等。
这些受体通过结合相应的配体从而活化该途径的协同转录因子。
最近的研究表明，凋亡诱导因子途径还与一些激素信号通路和代谢途径相关。
这些研究成果为我们了解细胞凋亡的分子机制奠定了基础。
3. 内源性Bcl-2抑制蛋白介导的凋亡内源性Bcl-2抑制蛋白是另一种调节凋亡的重要机制。
这些蛋白可以与Bcl-2家族蛋白竞争地绑定，从而使Bax和Bak等蛋白保持在不活化的状态下。
这些蛋白在疾病的治疗中具有一定的作用。
最近的研究表明，除了内源性Bcl-2抑制蛋白外还有一些其他的蛋白质可以和这些蛋白相互作用。
例如，最近的一项研究发现，一种名为BNIP3的蛋白可与Bcl-2家族的阻拦和活化蛋白相互作用，从而调节细胞的凋亡。
细胞凋亡概述
细胞凋亡概述细胞凋亡是一种由程序性细胞死亡引起的生物学现象。
正常情况下，细胞的生命周期是由细胞增殖和凋亡平衡维持的。
当细胞受到DNA损伤、缺氧、毒素或其他外部刺激时，会启动凋亡程序，以保持组织和器官的稳态。
细胞凋亡最早是由美国生物学家约翰·科尔曼发现的，他在20世纪60年代首次观察到了这一现象。
随着细胞生物学和遗传学研究的深入，人们对凋亡的机理和调控途径有了越来越深入的理解。
细胞凋亡的机理非常复杂。
一般来说，细胞凋亡可以通过内源性通路和外源性通路进行调控。
内源性通路主要包括线粒体通路、内质网通路和线粒体-内质网相互作用通路，这些通路都涉及到一系列的信号分子和蛋白质的参与。
外源性通路则主要是通过死亡受体和相关蛋白质传导信号，最终引发凋亡。
在细胞凋亡的过程中，主要涉及到一系列的信号分子和蛋白质的参与。
caspase家族蛋白酶是细胞凋亡的核心因子，它通过一系列的酶活化和底物剪切过程，最终导致细胞的凋亡。
Bcl-2家族和IAP家族的信号蛋白也在调控凋亡过程中发挥着重要作用。
细胞凋亡还受到一系列的调控因子的影响，如p53蛋白、miRNA和细胞周期蛋白等。
这些调控因子在细胞受到损伤时能够启动凋亡程序，保持细胞内部环境的稳定。
细胞凋亡不仅在正常生理过程中发挥着重要作用，还在疾病发生和发展中起到关键性作用。
细胞凋亡的失调与许多疾病的发生密切相关，如肿瘤、心血管疾病、炎症性疾病等。
深入研究细胞凋亡的机理和调控途径，对于预防和治疗这些疾病具有重要的意义。
在肿瘤治疗中，利用细胞凋亡的机制可以实现抗肿瘤药物的研发和临床应用。
目前，一些抗肿瘤药物主要是通过诱导细胞凋亡来抑制肿瘤细胞的生长和扩散，如多西紫杉醇和铂类药物等。
利用细胞凋亡的机制还可以开发新型的抗肿瘤治疗策略，如免疫疗法和基因治疗。
细胞凋亡的生物学机理和分子机制
细胞凋亡的生物学机理和分子机制细胞是生命体中最小的结构单位，执行着多种各异的生理功能。
在细胞的生命周期内，无论是正常生长还是病理状态下，都存在一种程序性死亡过程，称为细胞凋亡。
细胞凋亡的生物学机理和分子机制一直是生物科学研究的重点问题之一，深入探究这些机制的原理和特点，不仅有利于生命科学领域的研究，而且对于解决各种疾病的发生和预防，也具有非常重要的实际意义。
一、细胞凋亡的定义和基本特点细胞凋亡（apoptosis），是指受机体外部或内部因素影响，导致细胞遵循一定的程序性死亡途径，最终使其死亡的一种生理性死亡方式。
细胞凋亡能够促进组织修复和生长发育，同时也是一种可控的细胞死亡方式。
相对于坏死（necrosis）而言，坏死是因为某些原因机体组织的发生破坏，如细胞膜损伤、缺氧、化学毒素等，从而导致细胞间质溶解和炎症反应等一系列过程。
细胞凋亡的基本特征是，细胞死亡能够经历一系列形态学和生物化学变化。
通常表现为细胞体积缩小、核的形态变化、染色质凝聚、细胞膜的破裂等。
同时，尽管细胞凋亡是一种主动性死亡方式，但它仍然具有特定的衰竭点，这一点可以定义凋亡抗性。
此外，细胞凋亡还存在一定的可逆性，即已经启动的凋亡过程可以被抑制或逆转，从而延迟或取消细胞的死亡。
二、细胞凋亡的原理和分子机制细胞凋亡的生物学机理和分子机制可以分为内部途径和外部途径。
内部途径主要涉及受体介导的通路，而外部途径主要涉及形态学和生物化学的变化。
在细胞凋亡的最终效应中，参与的分子机制主要涉及激酶信号通路、基因调控等多个层面。
（一）内部途径内部途径主要涉及受体介导的通路，由细胞自身的信号途径调节，最终通过一系列层次的酶促反应，导致胞浆内蛋白酶（caspase）激活，切割受体蛋白和信号分子，并终止DNA复制和细胞分裂。
这个过程主要包括以下几个步骤：1.受体活化：联配蛋白与受体特异性结合，受体聚合，如细胞死亡受体（death receptor）等。
2.复合物形成：受体聚合向下传导信号，复合物（death-inducing signaling complex, DISC）形成。
细胞凋亡的分子生物学调控机制
细胞凋亡的分子生物学调控机制细胞凋亡，既可以称之为细胞死亡，又可以描述为程序性细胞死亡。
它是自然界中许多生产安排中的一环，能够维持生物体平衡、清除受伤细胞、调节分化和发育。
也许对于一小部分人来说，细胞凋亡带有一些负面意义，但实际上它为生命的进化进步发挥了至关重要的作用。
细胞凋亡的分子生物学调控机制细胞凋亡的分子生物学调控机制主要包括两个信号转导通路：外源性途径(extrinsic pathway)，内源性途径(intrinsic pathway)。
外源性途径外源性途径也被称为死亡受体途径。
该途径的信号源来自于细胞外部，显然在整个细胞凋亡的过程中发挥着十分重要的作用。
其细胞凋亡信号的特点是细胞表面上存在一些死亡受体，在能够与其互相缀合之后，启动下游的信号转导通路，从而最终实现了细胞凋亡。
表示典型的死亡受体就是肿瘤壊死因子受体(TNF receptor)，此外还有许多类似这样的死亡受体例如FAS(Lymphocyte antigen 95, CD95, Apo1...)以及TNF-related apoptosis inducing ligand （TRAIL）。
刺激这些死亡受体之后将有它们完全具备的信号序列（如CARD序列）启动该途径，一些蛋白如卡斯帕酶，招募至细胞内部，形成组合体，引起细胞凋亡。
显然，外源性途径受到许多信号传递与调控因子的调节，只有一个恰当的刺激信号会导致其转导到下游各级，从而引发细胞凋亡。
内源性途径内源性途径也被称为线粒体途径。
线粒体途径是指在细胞内发生、直接受损或受某些因素引起时激活的线粒体信号途径。
整个途径涉及了许多核心的分子因素，其启动细胞内应变应和机制，使线粒体渗漏、导致胞内活性氧(ROS)增加、蛋白酶体激活、DNA断裂等，从而导致了细胞凋亡。
内源性途径是细胞凋亡途径中最重要的一个信号转导通路。
内源性途径遭受激活时最核心的蛋白是线粒体内的Cyt c （细胞色素C）。
在细胞内周期过程中，细胞移动、存储能源——ATP,将其商家在线粒体中。
生物学中的细胞凋亡
生物学中的细胞凋亡细胞凋亡，即细胞程序性死亡（Programmed Cell Death，简称PCD），是生物学中一个重要的概念。
本文将探讨细胞凋亡的定义、机制以及在生物体内的作用。
一、细胞凋亡的定义细胞凋亡是指受到生物体内某些因素调控，导致细胞按一定的程序自我死亡的过程。
这一过程经历一系列特定的形态和生化变化，包括凋亡信号的传递、细胞内各种关键蛋白的激活和DNA的降解等。
二、细胞凋亡的机制细胞凋亡主要由两条途径调控：线粒体途径和死受体途径。
1. 线粒体途径：线粒体途径也称为内源性途径，是细胞凋亡的重要通路之一。
当细胞受到外界刺激或内部因素的影响时，线粒体膜发生损伤，导致线粒体膜电位失衡和释放线粒体内膜空间中的细胞色素c。
细胞色素c与凋亡蛋白Adaptor Protein Apaf-1等结合，形成凋亡体，进而激活Caspase 酶级联反应，最终导致细胞凋亡的发生。
2. 死受体途径：死受体途径也称为外源性途径，是通过细胞膜表面的死受体来调控细胞凋亡的。
当细胞处于受到外界刺激的环境中，细胞膜上的死受体会受到活性氧化物或细胞外配体的结合，从而激活Caspase酶级联反应，引发细胞凋亡的发生。
三、细胞凋亡在生物体内的作用细胞凋亡在生物体内发挥着至关重要的作用，以下是几个常见的例子：1. 发育调控：在生物体发育过程中，细胞凋亡起着重要的调节作用。
通过细胞凋亡，身体能够自然地去除一些不需要的细胞，以保证器官或组织的正常形成和功能。
2. 免疫调节：细胞凋亡在免疫系统中具有重要意义。
在免疫反应过程中，一些受损细胞或感染的细胞可以通过细胞凋亡被清除，从而起到抵御外部病原体和维持内环境平衡的作用。
3. 癌症：细胞凋亡在癌症的防治中起着重要的作用。
癌细胞的异常增殖和生长往往与细胞凋亡相关通路的异常而失效有关。
通过调控细胞凋亡机制，可以帮助治疗某些癌症类型。
四、总结细胞凋亡作为细胞程序性死亡的重要机制，在生物学中扮演着重要的角色。
细胞凋亡及其影响因素的分子生物学研究
细胞凋亡及其影响因素的分子生物学研究细胞凋亡，俗称细胞自杀，是一种正常的细胞死亡方式。
它是由一系列信号通路和分子机制调节的高度有序程序的结果，与机体的发育、免疫、生殖、代谢等过程密切相关。
对于细胞凋亡的研究不仅有助于理解机体的正常生理活动，还可以为治疗癌症、自身免疫性疾病等疾病提供重要的理论依据和治疗手段。
细胞凋亡的信号通路主要包括内、外两条途径，即细胞内部机制和细胞外部环境条件影响。
内部途径包括谷胱甘肽-半胱氨酸代谢途径、线粒体途径、死亡受体途径和内源性损伤途径。
其中，线粒体途径是最重要的信号传递通路。
线粒体途径的启动需要Bcl-2家族、BH3-only蛋白和协同作用的凋亡调节蛋白，当这些因素出现异常时，谷胱甘肽-半胱氨酸代谢途径也会被触发，最终导致细胞凋亡。
外部途径主要包括细胞因子、药物、辐射等环境因素引起的凋亡信号传递通路。
例如，Fas蛋白、TNF-α受体等受体在接受到信号后，能够引起细胞凋亡。
当前，有许多分子因素已被证实与细胞凋亡密切相关。
其中，Bcl-2家族蛋白、p53、PARP酶等蛋白被认为是调节细胞凋亡的关键因素。
Bcl-2家族蛋白是一类重要的细胞凋亡调节蛋白。
其中Bcl-2、Bcl-xL等抗凋亡成员可抑制线粒体膜通透性转化，并维持细胞存活，而Bax、Bid等促凋亡成员则可促进线粒体膜通透性变化，引起细胞凋亡。
此外，BH3-only蛋白也是Bcl-2家族蛋白的一种，它只含有一个BH3结构域，能够直接结合抗凋亡成员，在其促凋亡作用的同时也调节其抑制凋亡作用。
p53是一种常见的转录因子，它在细胞受到DNA损伤等刺激时能够被激活。
在此过程中，p53可扮演转录因子的角色，激发下游基因的表达，包括Bax、Puma、Noxa等促凋亡基因的表达，促进细胞凋亡。
此外，p53还能够促进氧化应激反应，防止细胞发生爆发性的氧化应激反应。
PARP酶是多聚腺苷酸核苷酸聚合酶的缩写，它能够在DNA损伤发生后通过介导DNA修复和DNA缺陷信号传递等机制调节后续的凋亡、细胞增殖、炎症反应等生物学过程。
分子生物学-细胞凋亡 PPT课件
其變態過程中尾部的消失伴隨大量細胞死
亡，高等哺乳類動物指間蹼的消失、顎融
合、視網膜發育以及免疫系統的正常發育
都必須有細胞死亡的參與。這些形形色色
的在機體發育過程中出現的細胞死亡有一
個共同特徵：即散在的、逐個地從正常組
織中死亡和消失，機體無炎症反應，而且
對整個機體的發育是有利和必須的。因此
認為動物發育過程中存在的細胞程式性死
• 通過FADD的 DED區(Death effector domain)， Procaspase-8 被募集在DISC上。
• 聚集後Procaspase-8，通過自身或相互之間的切割產 生成熟的Caspase-8。
*
Procaspase8的啟動過程
*
ii）Caspase-9的啟動 • 細胞色素c （Cytochrome c）從線粒體釋放。 • 通過Apaf-1 (Apoptotic protease activating factor-1)的
因此，Caspase在細胞凋亡過程中的作用處於中心地 位。
*
二、死亡受體介導的凋亡途經
死亡受體均屬於腫瘤壞死因數受體（TNFR）超家族， 可與相應的配體（Ligand）結合後。 主要包括: •Fas/FasL、 •TNFR/TNF、 •TRAILR/TRAIL。
*
1．Fas/FasL 系統
1） Fas/FasL 蛋白：
*
•悉尼·佈雷諾建立了美麗線蟲（C elegans） 模型。
•約翰·蘇爾斯頓發現雌雄同體的美麗線蟲在發育成熟 過程中，1090個體細胞中必定有131個細胞死亡。 說明線蟲的每個細胞的位置、分裂與命運都是由遺 傳決定的程式所精確地預先確定的。 •羅伯特·霍維茨發現了控制細胞凋亡的第一個基因 Ced-3。
分子生物学-细胞调亡专题讲座课件
03细胞凋亡相关基因细胞凋亡相关基因是一类与细胞凋亡 过程直接相关的基因，它们的表达和 调控对细胞凋亡起着关键的调节作用 。例如，Bcl-2家族、Caspase家族等 。
信号转导调控
01
信号转导概述
信号转导是细胞内外部信息传递的重要过程，它涉及到一 系列复杂的分子事件和信号转导通路。
02 03
MAPK信号转导通路
蛋白质合成与降解调控
蛋白质合成与降解概述
蛋白质合成与降解是细胞内重要的生命活动之一，它们对细胞的生长、发育和凋亡起着重要的调节作 用。
泛素-蛋白酶体系统
泛素-蛋白酶体系统是一种重要的蛋白质降解途径，它可以通过降解异常蛋白和调节细胞内稳态来影响 细胞凋亡。例如，当泛素-蛋白酶体系统被异常激活时，它可以促进细胞凋亡；而当泛素-蛋白酶体系 统被抑制时，它可以抑制细胞凋亡。
防御机制
细胞凋亡有助于清除被感染或突变的细胞，从而防止它们引发疾病。
02
细胞凋亡的分子机制
死亡受体途径
死亡受体途径是细胞凋亡的起始途径 之一，通过与配体结合，触发细胞内 的凋亡信号转导。
死亡受体途径在细胞凋亡中具有重要 作用，特别是在免疫系统和肿瘤发生 中。
死亡受体途径涉及的受体主要有Fas、 TNFR等，这些受体与配体结合后， 会招募凋亡相关蛋白，如FADD、 caspase-8等，进而激活凋亡信号转 导。
执行阶段
在这一阶段，细胞开始发 生结构和功能的改变，如 细胞膜内陷、DNA断裂等。
降解阶段
在这一阶段，细胞内的蛋 白质和细胞器被分解，最 终形成被称为“凋亡小体 ”的结构。
细胞凋亡的意义
维持内环境稳定
细胞凋亡有助于清除不再需要的或受损的细胞，从而维持内环境 的稳定。
分子生物学-6细胞凋亡共107页
xiexie! 38、我这个人走得很慢，但是我从不后退。——亚伯拉罕·林肯
39、勿问成功的秘诀为何，且尽全力做你应该做的事吧。——美华纳
40、学而不思则罔，思而不学则殆。——孔子
分子生物学-6细胞凋亡
16、人民应该为法律而战斗，就像为 了城墙 而战斗 一样。 ——赫 拉克利 特 17、人类对于不公正的行为加以指责 ，并非 因为他 们愿意 做出这 种行为 ，而是 惟恐自 己会成 为这种 行为的 牺牲者 。—— 柏拉图 18、制定法律法令，就是为了不让强 者做什 么事都 横行霸 道。— —奥维 德 19、法律是社会的习惯和思想的结晶 。—— 托·伍·威尔逊 20、人们嘴上挂着的法律，其真实含 义是财 富。在哪里。——西班牙
37、我们唯一不会改正的缺点是软弱。——拉罗什福科
细胞凋亡
细胞凋亡王露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，近年来已成为生物学、医学研究的一个热点，到目前为此，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。
细胞坏死是早已被认识到的一种细胞死亡方式，而细胞凋亡则是近年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。
一、细胞凋亡的研究历史 1．凋亡概念的形成： 1965年澳大利亚科学家发现，结扎鼠门静脉后，电镜观察到肝实质组织中有一些散在的死亡细胞，这些细胞的溶酶体并未被破坏，显然不同于细胞坏死。
这些细胞体积收缩、染色质凝集，从其周围的组织中脱落并被吞噬，机体无炎症反应。
1972年Kerr等三位科学家首次提出了细胞凋亡的概念，宣告了对细胞凋亡的真正探索的开始。
在此之前，关于胚胎发育生物学、免疫系统的研究，肝细胞死亡的研究都为这一概念的提出奠定了基础。
2．细胞凋亡的形态学及生物化学研究阶段：(1972-1987)① 利用光镜和电镜对细胞形态学特征进行了详细的研究； ② 染色体DNA的降解，细胞凋亡的一个显著特征就是细胞染色质的DNA降解； ③ RNA／蛋白质大分子的合成； ④ 钙离子变化，细胞内钙离子浓度的升高是细胞发生凋亡的一个重要条件； ⑤ 内源性核酸内切酶，细胞发生凋亡是需要这种核酸内切酶参与的。