细胞凋亡的途径

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细胞凋亡的原理

细胞凋亡的原理

细胞凋亡的原理
细胞凋亡是一种正常的细胞死亡过程,它在维持机体组织稳态和功能的平衡中起到重要作用。

细胞凋亡的原理涉及一系列复杂的信号传导机制。

细胞凋亡可以通过两种途径进行,即外源性或内源性途径。

在外源性途径中,细胞接受到外界环境的特定信号,如细胞因子、药物或细胞凋亡诱导信号,从而激活细胞凋亡途径。

而内源性途径则是由细胞内部的不适应因素或基因异常导致。

无论通过哪种途径,细胞凋亡一般包括两个主要的信号通路,即凋亡启动信号通路和凋亡执行信号通路。

在凋亡启动信号通路中,一些关键调节因子如凋亡诱导信号、受体激活和受体聚集等,会导致关键蛋白酶半活化,从而进一步激活凋亡执行信号通路。

凋亡执行信号通路是细胞凋亡的关键过程。

在这个通路中,蛋白酶家族主要包括半活化的半胱天冬酶样蛋白酶(caspase)
在内的一些酶类分子被激活,最终导致细胞核DNA和细胞膜
破坏,细胞发生明显的核浸润、胞质凝固和细胞外囊泡形成,最终细胞被分解为小颗粒,并很快被巨噬细胞摄取,防止了炎症反应的引发。

细胞凋亡的调控是一个复杂的过程,受到众多因素的影响。

一些调节因子如Bcl-2家族蛋白、p53蛋白和中性凋亡特异性酶-
1(ICE-1等)等,对细胞凋亡的调控起到至关重要的作用。

通过细胞凋亡的精确调控,机体可以保持组织的相对平衡,能
够清除老化、受损或异常细胞,同时也能够对病原体和恶性细胞做出反应。

细胞凋亡途径实验报告

细胞凋亡途径实验报告

细胞凋亡途径实验报告一、实验目的细胞凋亡是一种重要的细胞程序性死亡方式,对于维持生物体的正常发育和稳态具有关键作用。

本实验旨在探究细胞凋亡的不同途径,深入了解细胞凋亡的分子机制和调控过程。

二、实验原理细胞凋亡主要通过内源性途径(线粒体途径)和外源性途径(死亡受体途径)来实现。

内源性途径中,细胞内的应激信号,如 DNA 损伤、氧化应激等,会导致线粒体膜通透性改变,释放细胞色素C 等凋亡因子到细胞质中。

细胞色素 C 与凋亡蛋白酶激活因子 1(Apaf-1)结合,形成凋亡体,激活 caspase-9,进而激活下游的 caspase 级联反应,导致细胞凋亡。

外源性途径则是通过细胞表面的死亡受体,如肿瘤坏死因子受体(TNFR)、Fas 受体等,与相应的配体结合,招募并激活 caspase-8,启动凋亡信号传导。

三、实验材料1、细胞株:选用人肝癌细胞株 HepG2 作为实验对象。

2、试剂:细胞培养基(DMEM)、胎牛血清(FBS)、胰蛋白酶、Annexin VFITC/PI 凋亡检测试剂盒、线粒体膜电位检测试剂盒(JC-1)、caspase 活性检测试剂盒、抗caspase-8、抗caspase-9 等抗体。

3、仪器:CO2 培养箱、倒置显微镜、流式细胞仪、酶标仪等。

四、实验方法1、细胞培养将 HepG2 细胞接种于培养瓶中,在含有 10% FBS 的 DMEM 培养基中,置于 37°C、5% CO2 的培养箱中培养。

待细胞融合度达到 80%左右时,进行传代培养。

2、诱导细胞凋亡(1)内源性途径诱导:使用丝裂霉素 C(MMC)处理细胞,终浓度为1 μmol/L,处理 24 小时。

(2)外源性途径诱导:使用肿瘤坏死因子α(TNFα)处理细胞,终浓度为 20 ng/mL,处理 24 小时。

3、凋亡检测(1)形态学观察:通过倒置显微镜观察细胞形态的变化,如细胞皱缩、染色质凝集等。

(2)Annexin VFITC/PI 双染法:收集处理后的细胞,用 Annexin VFITC 和 PI 进行双染,然后通过流式细胞仪检测凋亡细胞的比例。

细胞凋亡的分子机制和调控

细胞凋亡的分子机制和调控

细胞凋亡的分子机制和调控细胞凋亡是机体中常见的一种细胞死亡方式,有利于维持机体内细胞种类的平衡。

细胞凋亡过程中,细胞内部的某些表现会发生变化,包括细胞体积的缩小、色素颗粒的凝聚、细胞核的碎裂等。

这些过程都需要经过严格的分子机制的调节和控制。

本文将探讨细胞凋亡分子机制和调控的相关知识。

一、细胞凋亡的分子机制1.细胞凋亡的两条途径根据通路的不同,细胞凋亡可以分为内源性和外源性两种途径。

内源性途径是通过一种叫作线粒体途径的过程触发的,又称为内部途径。

该途径受到一些生化环境变化,如氧化应激、DNA损伤以及蛋白质累积等因素的影响。

外源性途径是由一些细胞外的因素引起,比如受到外部放射线的照射、化学物质毒性的刺激等。

2.细胞凋亡的相关分子细胞凋亡过程中有许多分子参与了其中的调控和作用,比如凋亡相关蛋白(Apoptosis‐related proteins)、细胞因子(Cytokines)、Bcl‐2家族蛋白等。

其中,Bcl‐2家族蛋白是调控细胞死亡的最重要因素之一,负责机体细胞凋亡的平衡。

而Bcl‐2相似蛋白Bax则是Bcl‐2家族蛋白的最主要致死分子之一。

3.线粒体线粒体是调控机体细胞凋亡的重要器官。

细胞死亡途径的一部分——内部途径的第一步就是线粒体的程序性释放。

线粒体复合物能够从线粒体的膜中输送Bax蛋白至亚粒子结构中,并刺激激活细胞周期免疫原p53。

激活p53后,它进一步激活下游的信号通路,从而出发内部途径。

二、细胞凋亡的调控1.生存信号的影响生命信号是影响机体细胞存活状态的最主要因素之一。

当生存信号充足时,细胞内部便会对凋亡分子进行调控,从而保持生命活力。

当生存信号过少时,会导致细胞内部凋亡途径的开启,从而引发细胞凋亡。

2.凋亡相关蛋白的调节凋亡相关蛋白是调节细胞凋亡的最主要的因素之一。

Bcl‐2和Bax是该蛋白家族的重要代表成员。

Bcl‐2能够通过控制线粒体内钙离子的释放来防止细胞凋亡。

而Bax则是促进细胞凋亡的重要因素,经它介导的线粒体复合物的形成,让程序性细胞死亡途径开启。

细胞凋亡及其分子机制

细胞凋亡及其分子机制

细胞凋亡及其分子机制细胞凋亡是指细胞在一定的生理或病理情况下主动死亡的过程,也称为程序性细胞死亡。

与坏死不同的是,细胞凋亡在细胞膜完整的情况下进行,其特点是细胞色素减少、核染色体凝聚、细胞膜凹陷、细胞体积萎缩、细胞核碎裂成大小不等的小碎片等。

细胞凋亡在生理上具有维持组织稳态、代谢物质回收利用、修复受损细胞等重要作用,而在病理上则与癌症、自身免疫性疾病等有着密切的关系。

细胞凋亡发生的分子机制包括两个主要途径:线粒体途径和死受体途径。

一、线粒体途径线粒体途径也称为内质网途径,它的本质是在细胞内部信号传导通路中通过线粒体的激活导致一系列阈值被触发进而导致细胞凋亡。

该途径受到严格的调控,存在多个向下途径,因此是目前研究较为深入的途径之一。

1、内质网蛋白的释放在发生细胞应激及凋亡信号诱导后,线粒体膜内部的多种蛋白发生改变,例如内质网蛋白如Cytochrome c和APIAF1等进入细胞质,这时候线粒体的电荷和隧道颗粒大小都发生了改变,导致附近离线长链多糖等原始粒子的吸附和聚合,大量的内质网蛋白系统被激活,此时对细胞凋亡的启动信号已经传递到了其它细胞死亡通路。

2、活化卵白酶原线粒体内的腐蚀酸酶通过对多种蛋白的酸解离活化卵白酶去活化卵白酶原,激活卵白酶变得比较敏感,进而活化内质网蛋白系,引起细胞凋亡。

二、死受体途径死受体途径是指通过“受体—配体”相互作用,向内质网和其他信号转导途径中传递信号,从而达到引起线粒体途径激活的目的。

1、TNF信号的传递TNF受体(TNF-R)激活后就向下途径传递信号。

这种传递的信号是通过与逐渐逐渐鸟嘌呤二聚体结构磷酸酶激活紧密相关,最终是将这一信号传递到形式蛋白之中,这样一来大脑可与细胞膜进行分析,减弱交错作用,细胞凋亡的精致环节也跟着实现。

2、色素脱落蛋白在病毒感染、死受体等情况下,色素脱落蛋白Caspase-8敏锐受到诱导,此时它会被进行联结,这个联结的结果是色素脱落蛋白能够强制将双生体细胞内部的发生变异的基因进行打击。

细胞凋亡途径及其调控机制

细胞凋亡途径及其调控机制

细胞凋亡途径及其调控机制细胞凋亡是一种常见的细胞死亡方式,与细胞增殖和炎症等生理现象密切相关。

细胞凋亡的过程非常复杂,涉及到多种信号通路的调节,其中最为重要的就是细胞凋亡途径及其调控机制。

一、细胞凋亡的途径目前已经发现了多条细胞凋亡途径,主要包括内源性途径和外源性途径两种。

(一) 内源性途径:内源性途径主要通过细胞内部信号通路的调节来触发细胞凋亡。

1、线粒体途径:线粒体是细胞内能量代谢的中心之一,线粒体内的某些因子可以与其他凋亡信号通路融合,促进凋亡的发生。

2、荷尔蒙途径:细胞的荷尔蒙分泌受到一定的调节,荷尔蒙途径可以通过这种方式来调节细胞凋亡。

3、细胞增殖途径:如果细胞增殖不受控制或者过快,就会引发细胞凋亡。

(二) 外源性途径:外源性途径主要是指通过外界或者环境因素来触发细胞凋亡的途径。

1、光照、辐射等外部因素:大量的高能亮度能够对人体及各种生物产生破坏性作用,其涉及到的生化环节就是外源性途径的一种表现。

2、化学物质等环境因素:环境化学物质中的苯、甲苯等可能导致细胞凋亡,这是一种通过化学物质交互来触发细胞凋亡的外源性途径。

二、细胞凋亡的调控机制细胞凋亡的调控机制主要涉及到内外因素的作用,研究这些调控机制对于治疗人类疾病或者改善人体生理状态有着重要的意义。

(一) 内因素调控机制内因素主要包括细胞内部控制因素和细胞周期调控因子等。

1、细胞内部控制因素:这些因素可以通过蛋白质转录或者信号转导系统来调节细胞凋亡的发生。

例如,p53蛋白可以引发细胞凋亡。

2、细胞周期调控因子:与细胞周期密切相关,可以调节细胞的生存或者死亡,例如p16蛋白可以促进细胞凋亡。

(二) 外因素调控机制外因素主要包括细胞外部因素、药物等。

1、细胞外部因素:环境因素、化学物质等可以影响细胞凋亡的发生。

2、药物:药物在体内也可以起到调节细胞凋亡的作用。

例如,白藜芦醇和多巴胺等都可以促进细胞凋亡。

综上所述,细胞凋亡途径及其调控机制是十分复杂和重要的生理现象。

细胞凋亡的不同途径及其调控机制

细胞凋亡的不同途径及其调控机制

细胞凋亡的不同途径及其调控机制细胞凋亡是细胞自我死亡程序,细胞凋亡能够有效地清除有害的、异常的或已损坏的细胞,从而维持组织的稳定性和健康状态。

细胞凋亡发生的方式有多种,包括内源性和外源性途径,这些途径通过不同的信号传导通路来调控细胞凋亡。

一、外源性凋亡途径外源性凋亡途径发生在细胞接受到来自外部环境的死亡信号时。

这些信号能够通过细胞膜上的受体或细胞膜内的信号传导分子进入细胞内,从而导致细胞凋亡。

常见的外源性死亡途径有:1. Fas信号通路Fas信号通路是一种基于细胞膜上的TNF受体家族成员Fas(CD95)接受到配体FasL信号而引发的凋亡途径。

激活Fas信号通路会导致协同蛋白CASPASE-8的活化和敲除凋亡效应器蛋白CAS-PASE-3,从而引发细胞凋亡。

2. TNF-α信号通路TNF-α信号通路源于肿瘤坏死因子TNF-α活化其膜上受体TNFR1并引发的信号通路。

该通路包含了多余CASPASE的活化和产生,这些CASPASE会进一步激活货运途径中的合成酶,最终导致细胞死亡。

二、内源性凋亡途径内源性凋亡途径是由于细胞内环境受到损伤,误差或异常信号而引发的过程。

该途径是常规的,也可对多种细胞产生多种软性、质量异常和最终灭亡细胞,常见的多种内源性凋亡途径有:1.线粒体凋亡途径线粒体凋亡途径是内源性凋亡中最重要的信号通路。

该途径由细胞内环境的改变引发,陈列物质会引起线粒体膜电位降低,导致细胞内部电子传递链受到影响以及线粒体透过膜传出线粒体细胞凋亡信号分子。

线粒体内端口激活CASP3和进一步细胞凋亡的过程。

此通路中,BCL-2家族和协同蛋白CAS-PASE的调节沉默是关键的环节。

2.内质网蛋白酪氨酸磷酸化DPERK信号通路内质网蛋白酪氨酸磷酸化DPERK信号通路是一条由PERK一个激酶底物(例如EIF2α)的起始段激活的安排道路,这可实现对内质网(ER)受到应力的调节。

这个通路会激活CHOP信号分子和CASP12,调节细胞死亡。

细胞凋亡机制及调控途径

细胞凋亡机制及调控途径

细胞凋亡机制及调控途径细胞凋亡是一种自我调控的程序性细胞死亡方式,在维持生物体内稳态中起着重要的作用。

凋亡对于体内异常或受损细胞的去除、组织发育和免疫维护等过程至关重要。

细胞凋亡可以通过不同的机制进行,其中包括线粒体途径、死受体途径和内质网途径。

这些机制可以通过一系列调控途径进行精确调节和控制。

本文将详细介绍细胞凋亡的机制以及调控途径,以期深入理解细胞凋亡及其潜在应用。

细胞凋亡的机制主要有三条主要途径:线粒体途径、死受体途径和内质网途径。

线粒体途径是最早被发现的一条途径,其通过调控线粒体膜通透性来诱导凋亡。

在正常情况下,线粒体膜通透性维持较低水平,使得细胞内的凋亡抑制蛋白质如凋亡抑制蛋白(Bcl-2)家族在细胞膜上起作用,从而抑制凋亡的发生。

然而,当细胞受到内外环境刺激(如DNA损伤、细胞因子信号)时,Bcl-2家族的调控失衡,导致线粒体膜通透性的改变,释放出各种促凋亡因子,如细胞色素C、凋亡诱导因子(AIF)等,进而启动细胞凋亡程序。

除了线粒体途径外,死受体途径也是细胞凋亡的重要通路。

死受体途径主要通过调控细胞膜上的死亡受体家族来诱导细胞凋亡。

典型的死受体包括肿瘤坏死因子受体(TNFR)家族成员,如肿瘤坏死因子受体1(TNFR1)、肿瘤坏死因子相关凋亡诱导配体受体(TRAIL-R)等。

当这些受体与其相应的配体结合后,会激活一系列信号转导分子,例如Fas相关死亡域(FADD)等,最终导致细胞凋亡。

内质网途径是近年来新近发现的一种细胞凋亡机制。

内质网是细胞中重要的质膜系统,其在维持蛋白质修饰、折叠和分泌过程中起着重要的作用。

当细胞发生内质网应激(例如蛋白质累积、缺氧等)时,内质网途径被激活。

在这种情况下,内质网应激传感器,如蛋白激酶RNA依赖激酶样内质网激酶(PERK)、内质网膜结合蛋白(IRE1)等会通过磷酸化反应激活编码下游因子如CCAAT/增强子结合蛋白(CHOP),引起细胞发生凋亡。

细胞凋亡的发生和抑制涉及许多调控途径。

凋亡途径

凋亡途径

凋亡途径三种凋亡途径:第一种称为外在途径(extrinsic pathway),由细胞表面的死亡受体如Fas和肿瘤坏死因子受体家族(tumour necrosis factor receptor,TNF-R)引发;另一种称为内在途径(intrinsic pathway)或线粒体途径(mitochondrial pathway),由许多应激条件、化学治疗试剂和药物所起始(Nicholson,1999;Denault和Salvesen,2003);第三种途径是内质网应激所导致的caspase-12的活化,从而导致凋亡细胞凋亡的调控涉及许多基因,包括一些与细胞增殖有关的原癌基因和抑癌基因。

其中研究较多的有ICE、Apaf-1、Bcl-2、Fas/APO-1、c-myc、p53、ATM等。

最早发现人类中与线虫ced-3同源的基因是ICE,即:白介素-1 β转换酶(Interleukin-1 β-converting enzyme)基因,因该酶能将白介素前体切割为活性分子,故名。

通过cDNA杂交和查找基因组数据库,在人类细胞中已发现11个ICE同源物[2],分为2个亚族(subgroup):ICE亚族和CED-3家族,前者参与炎症反应,后者参与细胞凋亡,又分为两类:一类为执行者(executioner 或effector),如caspase-3、6、7,它们可直接降解胞内的结构蛋白和功能蛋白,引起凋亡,但不能通过自催化(autocatalytic)或自剪接的方式激活;另一类为启动者(initiator),如caspase-8、9,受到信号后,能通过自剪接而激活,然后引起caspase级联反应,如caspase-8可依次激活caspase-3、6、7。

细胞中还具有caspase的抑制因子,称为IAPs(inhibitors of apoptosis proteins),属于一个庞大的蛋白家族。

它们能通过BIR结构域(baculovirus IAP repeats domain)与caspase结合,抑制其活性,如XIAP。

细胞凋亡途径的调控和信号传导

细胞凋亡途径的调控和信号传导

细胞凋亡途径的调控和信号传导细胞凋亡是一种细胞自我消亡的过程,通常与生长、发育和维护机体稳态的调节相关。

细胞凋亡的途径很复杂,包括内源性和外源性两种途径。

1. 内源性凋亡途径内源性凋亡途径是指由于内源性因素引起的细胞内部代谢失衡,导致凋亡发生。

人体细胞会释放细胞因子,通过调节自身信号传导通路来正常分裂或死亡。

但是,由于某些损伤或刺激,细胞内部环境受到了干扰,导致细胞凋亡。

细胞凋亡的内源性途径主要包括线粒体途径、蛋白酶途径和内质网途径。

其中,线粒体途径又称为凋亡信号放大器途径,发挥了细胞凋亡途径中的至关重要的作用。

线粒体途径受到的刺激可以引起过氧化物酶酶体水平的上升,导致细胞氧化应激,并导致线粒体膜电势决定性的下降和线粒体膜通透性过高。

线粒体向细胞质释放出凋亡因子Cyt c和海绵蛋白AIF等,触发一系列的结构性变化和信号传导。

2. 外源性凋亡途径外源性凋亡途径是指细胞对外部刺激、病毒感染等因素引起细胞死亡的过程。

外源性凋亡途径受到的刺激可以触发凋亡原受体FasL/FasR途径和Toll样受体途径等封装体系,导致下游信号传导的激活。

外源性凋亡途径因其受到许多外部因素的调节,使得其发生的机制更加复杂。

3. 记忆性凋亡路线在细胞凋亡过程中,细胞被激活并且记忆了一段时间的生存和较为平稳运转的状态,这样,即使当前生命能量需要的供应有所减少,由于有记忆性凋亡路线存在,这类细胞也不会继续生命周期的正常秩序,而是选择进入凋亡状态。

4. 信号传导细胞凋亡途径中的信号传导复杂且多样,许多信号都可以控制凋亡途径。

细胞内信号途径包括Caspase途径、Akt途径、MAPK 途径等等。

Caspase途径是凋亡途径中最重要的信号通路之一,参与细胞凋亡的执行者Caspase-3、Caspase-7、Caspase-8以及Caspase-9的激活与调控,也被广泛研究。

此外,MAPK途径和Akt途径分别在凋亡途径中发挥了关键性的作用,MAPK途径通过增加Bax/Bcl-2比例发挥了作用,而Akt途径则通过FasL/FasR途径发挥作用。

细胞凋亡的基本途径

细胞凋亡的基本途径

细胞凋亡是一种重要的细胞死亡方式,它在生物体内起着维持组织平衡和清除异常细胞的作用。

细胞凋亡可以通过多种途径发生,以下是细胞凋亡的基本途径:
线粒体途径:线粒体途径是最为经典和重要的细胞凋亡途径。

在这一途径中,细胞内发生多种信号转导事件,导致线粒体的膜电位丧失和释放线粒体内的细胞死亡信号分子(如细胞色素C)。

这些信号分子激活半胱氨酸蛋白酶家族(caspases),引发一系列细胞凋亡相关的生化反应,最终导致细胞死亡。

死亡受体途径:死亡受体途径主要通过细胞表面的死亡受体来介导细胞凋亡。

当配体结合到死亡受体上时,激活一系列信号传递分子,最终激活caspases,并引发细胞凋亡过程。

TNF-α受体家族是最为典型的死亡受体途径。

内质网应激途径:内质网应激途径是一种重要的细胞凋亡途径,主要与内质网功能紊乱有关。

当细胞内的蛋白质折叠异常或聚集过多时,会引发内质网应激反应。

这一反应导致caspases 的激活和细胞凋亡的进行。

缺氧途径:细胞在长时间的缺氧环境中也会引发细胞凋亡。

缺氧条件下,细胞内的氧化还原平衡被打破,导致线粒体功能异常、ROS(活性氧化物种)生成增加和细胞凋亡的信号通路的激活。

DNA损伤途径:DNA损伤也是细胞凋亡的重要诱导因素。

当细胞的DNA受到严重损伤时,DNA修复机制可能无法修复或超出其修复能力,细胞会选择进入凋亡途径,以防止破损DNA 的进一步复制和传递。

这些途径并不是相互独立的,它们之间可以相互交叉和相互作用。

细胞凋亡的具体途径和机制还在不断研究中,我们对细胞凋亡的认识还有待进一步深化。

细胞凋亡的三种机制

细胞凋亡的三种机制

细胞凋亡的三种机制
细胞凋亡是一种常见的细胞死亡方式,它对于维持生物体内部环境的稳定至关重要。

细胞凋亡通常分为三种机制:内质网应激途径、线粒体途径和死受体途径。

内质网应激途径是一种常见的细胞凋亡机制。

当细胞内部环境发生严重的应激情况时,如缺氧、病毒感染等,内质网会向细胞核传递信号,启动凋亡程序。

这个过程中,内质网释放出一些凋亡相关蛋白,如Caspase-12等,这些蛋白可以直接作用于线粒体和其他细胞器,诱导细胞凋亡。

线粒体途径是另一种常见的细胞凋亡机制。

线粒体是细胞内的能量中心,同时也是调节凋亡的重要机制。

当细胞内环境发生变化时,线粒体内膜通透性会发生改变,释放出一系列凋亡相关蛋白,如Cytochrome C等。

这些蛋白可以和Caspase-9结合形成凋亡体,激活Caspase-3等蛋白,引发细胞凋亡。

死受体途径也是一种常见的细胞凋亡机制。

这个过程中,细胞表面的死受体会与相应的配体结合,形成相应的复合物。

这个复合物可以激活Caspase-8等蛋白,进而激活Caspase-3,引发细胞凋亡。

死受体途径在胚胎发育、免疫应答等生理过程中发挥着重要的作用。

细胞凋亡的三种机制都对于维持生物体内部环境的稳定至关重要。

在某些情况下,细胞凋亡可以作为一种治疗手段,如癌症治疗。


在某些情况下,细胞凋亡也可能会产生负面影响,如心肌梗塞等疾病。

因此,对于细胞凋亡机制的深入研究,有助于我们更好地理解生命的本质,同时也为疾病治疗提供了新的思路和方法。

死亡受体介导的细胞凋亡途径

死亡受体介导的细胞凋亡途径

死亡受体介导的细胞凋亡途径以死亡受体介导的细胞凋亡途径为标题,我们将探讨细胞凋亡的机制以及死亡受体在其中的作用。

细胞凋亡是一种重要的细胞死亡方式,它在维持生态平衡、发育和免疫系统中起着至关重要的作用。

在细胞凋亡过程中,细胞会自主地启动一系列内部信号通路,最终导致细胞死亡。

这个过程是高度有序的,不会引发炎症反应,从而有利于维持组织的稳态。

细胞凋亡主要通过两种途径实现:线粒体途径和死亡受体途径。

本文将重点介绍死亡受体介导的细胞凋亡途径。

死亡受体介导的细胞凋亡途径主要通过细胞膜上的死亡受体来传递信号,最终触发细胞凋亡。

死亡受体家族包括Fas受体(CD95)、肿瘤坏死因子受体(TNFR)和TNF相关凋亡诱导配体受体(TRAIL-R)等。

这些受体在细胞凋亡中起到关键的作用。

当死亡受体与相应的配体结合时,会激活一系列信号通路,最终导致细胞凋亡。

其中最经典的是Fas/FasL信号通路。

Fas受体是一种膜上的死亡受体,它的配体是膜结合型的FasL。

当FasL与Fas受体结合时,会通过结合域的改变激活Fas受体内部的死亡区域(death domain),从而启动下游的信号级联反应。

在Fas/FasL信号通路中,活化的Fas受体会招募和激活多种信号蛋白,包括卡斯脱蛋白(Caspase)、Bcl-2家族的调控蛋白以及细胞因子和炎症因子等。

这些信号蛋白相互作用,形成复杂的信号网络,最终导致细胞内Caspase酶的活化和细胞凋亡的执行。

Caspase酶的活化会引发一系列的细胞凋亡事件,包括细胞核DNA的降解、细胞质骨架的重组以及细胞膜破裂等。

除了Fas/FasL信号通路外,其他死亡受体也通过类似的机制介导细胞凋亡。

例如,TNFR家族中的TNFR1受体与其配体肿瘤坏死因子α(TNFα)结合后,也会激活类似的信号级联反应,最终导致细胞凋亡。

TRAIL-R家族中的受体与TRAIL配体结合后,也能触发细胞凋亡。

需要指出的是,死亡受体介导的细胞凋亡途径并不是绝对的,它与其他细胞凋亡途径如线粒体途径相互作用,共同调控细胞凋亡的发生。

细胞凋亡机制

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。

细胞凋亡途径和与疾病的关系

细胞凋亡途径和与疾病的关系

细胞凋亡途径和与疾病的关系细胞凋亡是一种程序性死亡的过程,与坏死不同,它是一个正常的细胞死亡过程。

细胞凋亡通常在细胞内出现压力、化学和环境信号的情况下发生,例如损伤、感染、变异、DNA损伤和其他形式的应激。

细胞凋亡有三种方式:外部凋亡途径、内部凋亡途径和凋亡自噬途径。

外部凋亡途径是受凋亡刺激因子诱导的凋亡,而内部凋亡途径是因内源性因素诱导的凋亡。

凋亡自噬途径是生物体自我删除和控制细胞凋亡的方式之一。

细胞凋亡与各种疾病之间有着紧密的联系。

细胞凋亡的不足可以导致癌症、心血管疾病和神经退行性疾病等疾病。

另一方面,过度的细胞凋亡也可能导致自身免疫性疾病和神经系统疾病等问题。

我们先来看看细胞凋亡途径与癌症的关系。

在这种情况下,细胞凋亡的不足可能导致细胞增殖,从而促进肿瘤的形成。

由于肿瘤细胞的凋亡能力降低,这使得他们不断地继续增殖,而不会自我清除。

基于这个原因,人们研究了细胞凋亡的毒性和治疗策略来治疗癌症患者。

现在,多种治疗方法都已经被开发出来,其中包括化学治疗、放疗、免疫治疗和靶向治疗等,这些治疗方法可以通过促进细胞凋亡的过程来让癌细胞自我死亡。

另一个困扰世界的疾病就是心血管疾病。

研究显示,心血管疾病患者的细胞凋亡数量明显增加。

细心观察你会发现,随着大血管的增长,细胞凋亡在某些特定部位就会产生,这会导致大血管及心脏瓣膜的狭窄或关键部位坏死等不良情况。

科学家们开发了多种量化和监测细胞凋亡及防止其发生的方法,这些技术将有助于发展新的心血管疾病预防和治疗方法。

细胞凋亡还与神经退行性疾病有关。

例如,阿尔兹海默病(AD)和帕金森氏病(PD)与多项调节细胞凋亡过程的蛋白质有关。

而且,过度的细胞凋亡也可能导致自身免疫性疾病和神经系统疾病等问题。

与缺乏细胞凋亡相反,神经元在过早的发育阶段或过度暴露于毒性冲击下显示异常的凋亡。

因此,在这些神经系统疾病的治疗中,减轻或减少细胞凋亡可能是目前研究的关键领域之一。

简而言之,细胞凋亡是一个复杂而不可或缺的过程,特别是在止痛、癌症等疾病的治疗中。

细胞凋亡的信号途径和调控

细胞凋亡的信号途径和调控

细胞凋亡的信号途径和调控细胞凋亡是一种程序性的细胞死亡方式,它在多种生理和病理过程中起着至关重要的作用。

细胞凋亡被调节和执行的过程受到多种信号途径的影响,而这些信号途径的调控是细胞凋亡过程中的关键因素之一。

一、细胞凋亡信号途径细胞凋亡信号途径可分为内源性途径和外源性途径。

内源性途径主要包括线粒体途径和内质网应激途径;外源性途径主要是死亡受体途径。

(一)线粒体途径线粒体途径也被称为内源性途径,其是一种涉及线粒体活动的信号途径。

线粒体途径发挥作用的过程主要是由凋亡诱导因子(APOPTOSIS INDUCING FACTOR, AIF)和细胞凋亡肽(CYT-C)等调节蛋白的作用。

其中,AIF和CYT-C起着核心作用。

AIF可以从线粒体中释放出来并通过自身的核定向信号引导催化系统参与染色质的解构,最终导致细胞核的DNA断裂、降解和凋亡;CYT-C则通过活化半胱氨酸蛋白酶家族(CASPASE)的3、6、7亚型来促进凋亡。

(二)内质网应激途径内质网应激途径是细胞凋亡的另一种内源性途径。

它是由失调的蛋白质合成过程所引起的内质网应激反应所激活的。

内质网应激途径主要包括三个阶段:内质网应激解除、YY-1核转移、C/EBP-homologous protein(CHOP)表达。

在内质网应激的过程中,能够尽快修复内质网并调节细胞内环境的蛋白质酶解酶(UPR)起着关键作用,在解除内质网应激之后,YY-1蛋白质可以进入到细胞核内,促进CHOP的表达,间接地促进了细胞凋亡。

(三)死亡受体途径死亡受体途径也是其它凋亡信号途径的一种外源性途径。

死亡受体途径主要是由特定的受体蛋白质家族介导的,如死亡受体1(TNF-R1)和死亡受体2(DR-2)等。

在死亡受体途径中,该家族的受体蛋白质与相关配体发生结合,进而激活CASPASE,诱导细胞凋亡。

二、调控细胞凋亡的信号途径调控细胞凋亡的信号途径包括促进途径和抑制途径。

许多分子物质、信号通路和结构蛋白质都能够调节细胞凋亡的发生和发展。

细胞凋亡机制和调控

细胞凋亡机制和调控

细胞凋亡机制和调控细胞凋亡是一种程序性死亡过程,其目的是为维持生物体内组织和器官的功能。

细胞凋亡机制包括内、外凋亡途径,其调控与多种因素相关,本篇文章将就其机制和调控进行阐述。

一、内源性凋亡途径内源性凋亡途径是指细胞内部发起的凋亡过程,它主要通过线粒体或内质网开启细胞死亡之门。

1.线粒体依赖型凋亡途径线粒体依赖型凋亡途径主要涉及线粒体内氧化还原反应及半胱氨酸家族蛋白酶的作用。

当细胞受到压力、缺氧等刺激时,线粒体内酶系统和氧化酶开始发挥催化作用,同时线粒体膜逐渐增强通透性,通过靶向活性氧、胞内钙等分子启动细胞程序性死亡的过程。

2.内质网依赖型凋亡途径内质网依赖型凋亡途径主要是通过内质网膜的钙调蛋白(GRP78)开始,在细胞受到各种刺激时,通过在内质网膜的GRP78进一步释放并活化内源性的蛋白酶Caspase-12或Caspase-4引起凋亡。

二、外源性凋亡途径外源性凋亡途径是指细胞外来的死亡信号诱导细胞发生凋亡的过程。

外源性凋亡途径可分为死亡受体信号途径和膜孔形成途径。

死亡受体信号途径是指由FasL(CD95 ligand)、TNF-α或TRAIL (TNF-related apoptosis-inducing ligand)等不同的配体绑定死亡受体(TNF-R1、Fas或DR4/DR5)而引起的凋亡。

膜孔形成途径主要是指存在于胞膜,贯穿细胞外与细胞内环境的孔道形成,通过这种形成方式释放胞内信号分子而导致凋亡。

三、调控因素细胞凋亡受到多种因素的调控,其中包括了一系列正向*负向调控因子的互动作用,其中最关键的元素是Caspase家族。

Caspase家族是一个充满活性位点的酶系统,通过介导蛋白质分解,对细胞凋亡过程进行高效调节。

在细胞受到有效的死亡信号之后,可以让前体Caspase升级而活化为Caspases,所赋予的正能力会不断传递,直到触发细胞死亡的过程。

细胞凋亡还受到多种信号通路和信号传递调控,其中包括了MITF(转录因子)、MAPK(中间通路靶标蛋白激酶)、PI3K(磷酸化酶),以及Wnt/(β)-catenin途径,PP2A等信号系统参与。

细胞凋亡机制

细胞凋亡机制

细胞凋亡机制细胞凋亡是一种重要的细胞死亡方式,也被称为程序性细胞死亡。

它在个体发育、生理恒定以及细胞内外环境受到损害时起着至关重要的作用。

细胞凋亡的机制非常复杂,涉及各种分子信号通路和调控因子的参与。

本文将详细介绍细胞凋亡的基本机制,包括内源性和外源性途径的调节以及相关的分子信号通路。

一、内源性途径细胞凋亡的内源性途径通过内部细胞因子的调控来触发凋亡过程。

细胞凋亡的内源性途径主要包括线粒体途径、内质网应激途径和细胞核损伤途径。

1. 线粒体途径线粒体是细胞内的重要器官,负责细胞能量代谢和调控细胞死亡。

当细胞受到损伤或受到外界刺激时,线粒体膜的通透性会改变,导致线粒体内的细胞色素C释放到胞浆中。

细胞色素C进一步与凋亡蛋白结合形成凋亡体,激活半胱天冬氨酸蛋白酶家族(caspase家族),最终引发细胞凋亡。

2. 内质网应激途径内质网是细胞内用于蛋白质折叠和修复的重要位点。

当细胞负荷过重、蛋白质异常积聚或外界环境恶化时,内质网会遭受应激。

细胞启动一系列应激反应,如调节蛋白质合成和降解以及促进细胞自噬等。

如果应激持续加重,内质网将释放细胞应激信号,激活caspase-12等凋亡相关蛋白,从而导致细胞凋亡。

3. 细胞核损伤途径DNA损伤是细胞凋亡的另一个重要因素,而细胞核则是DNA的重要储存库。

当细胞DNA受到损伤时,损伤部位的DNA碎片会引发一系列反应,包括细胞核内部的DNA损伤信号通路的激活。

这些信号通过核转录因子(如p53)的活化,进而调控多种凋亡相关基因的表达。

二、外源性途径除了内源性途径,外源性途径也可以引发细胞凋亡。

外源性途径是指外部因素对细胞的直接刺激,从而导致凋亡。

外源性途径主要包括细胞因子途径和死亡受体途径。

1. 细胞因子途径细胞因子是一类细胞内外环境因素,可以直接或间接地调控细胞的生长、分化和死亡。

一些细胞因子,如肿瘤坏死因子(TNF)、白细胞介素(IL)等,可以激活caspase家族,从而导致细胞凋亡。

细胞凋亡的信号传导途径

细胞凋亡的信号传导途径

细胞凋亡的信号传导途径细胞凋亡是细胞自我死亡的机制,是维持生物体内细胞动态平衡和清除异常细胞的关键过程。

在这个过程中,细胞通过特定的信号传导途径引发一系列的生化反应,最终导致细胞死亡。

细胞凋亡信号传导途径包括外在因子信号途径和内部因子信号途径两大类。

一、外在因子信号途径外在因子信号途径是一种通过细胞表面受体接受外部因子刺激来引发细胞凋亡的途径。

在这种途径中,死亡受体是细胞表面的膜蛋白,它们会识别环境中的信号分子,如TNF、Fas受体连接因子等,触发一系列酶耦联反应,最终导致细胞凋亡。

其中,最常见的是死亡受体依赖的信号途径。

死亡受体依赖的信号途径可以细分为两类:胞内死亡受体(DR)和胞外死亡受体(DR)途径。

胞内死亡受体途径的典型例子是Fas/FasL途径,通过Fas受体连接因子引发的酶耦联反应,激活半胱氨酸蛋白酶,从而引发线粒体凋亡途径,进而导致细胞凋亡。

胞外死亡受体途径典型例子是TNFR途径,这种途径特别适合细胞内外的信号分子进行相互作用,诱导多种形式的细胞死亡,如凋亡、坏死和坏死样细胞死亡等。

二、内部因子信号途径除了外在因子信号途径外,还存在一种细胞内部的信号途径,这种途径独立于外部因子刺激,通常通过细胞内外环境变化诱导的细胞死亡过程,被称为线粒体依赖的途径或内源性途径。

在这个过程中,线粒体充当了关键的角色。

它们不断地与外界环境发生交互作用,调节细胞代谢和凋亡过程。

在这个途径中,内质网钙离子释放是机体首先引发线粒体凋亡途径的主要原因之一。

特别是当内质网释放过多的钙离子,会激活几种直接或间接的凋亡蛋白酶,其中最重要的是半胱氨酸蛋白酶(Caspase-12)。

毒性药物、化学物质等也可以通过出现一定的细胞间隔时间来诱导凋亡,而且它们作用在普遍细胞核的某些区域或整个细胞核中,通过调节线粒体膜通透性、蛋白激酶活性、卡壳蛋白及磷脂酰肌醇的代谢等多种内部机制,引发细胞自我死亡。

三、信号途径的互相作用尽管外在因子信号途径和内部因子信号途径是两个独立的途径,但它们之间有广泛的交叉和相互作用。

细胞凋亡途径和细胞死亡的种类及其影响

细胞凋亡途径和细胞死亡的种类及其影响

细胞凋亡途径和细胞死亡的种类及其影响细胞是生命体的最基础单位,细胞的生长、分化、增殖和死亡直接关系到生命系统的健康与发展。

细胞死亡是细胞生命的旋律,包括凋亡、坏死、自噬等类型,影响着我们的健康和身体的重要性。

本文将着重介绍细胞凋亡途径和细胞死亡的几种类型及其影响。

一、细胞凋亡途径细胞凋亡又叫做程序性细胞死亡,是一种被细胞主动或被身体内细胞信号机制控制的正常死亡方式,是非常重要的生物学现象。

细胞凋亡主要包含两种途径:1.外部途径:应激或死亡因子外信号通路涉及的凋亡受体介导的细胞凋亡,包括受体引导的凋亡途径(extrinsic pathway)。

2.内部途径:细胞内部的应激信号、结构和代谢崩溃的靶向性,包括线粒体引导的凋亡途径(intrinsic pathway)。

外部途径的主要调节因子是CASP6、8、7等胱天蛋白酶,内部途径调节因子为线粒体的缺氧、DNA损伤、ER压力等。

二、细胞死亡的种类细胞死亡按照不同因素可以划分为多种类型,包括:1. 凋亡:细胞凋亡通常是由机体本身控制和调整的,是一种典型的正常生理死亡。

细胞凋亡产生的原因十分复杂,其中包括基因表达水平的改变、细胞自身的结构和功能上的异常和损伤,也可能是身体内细胞信号机制的控制和调整。

2. 坏死:细胞坏死是一种非正常的死亡形式,通常是由于外在条件、病理因素或受伤等原因导致细胞完全死亡,使细胞内部成分向外泄露,对身体产生一定的危害。

坏死的特点是细胞溶解,容易引发炎症,对周围组织产生明显的危害。

3. 自噬:细胞自噬是细胞内的一种主动调节和保护性机制,可在面临内在或外在应激时激活,将糖、蛋白质等分解成基础元素并排出细胞,起到清理细胞内部垃圾和维持细胞内稳定的作用。

但是,当自噬变得过于活跃时,它有可能成为疾病细胞存活和增殖的保护机制,并可能导致人类某些疾病的发展。

三、细胞死亡的影响1. 正常生理死亡:细胞凋亡是机体中自然的死亡方式,细胞凋亡的过程是由原细胞分解成细胞碎片,细胞内分子向相应的胞吞嗜食细胞的器官中混合,不会对本身的正常生理机能产生太大的负面影响。

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当凋亡信号转导到线粒体时,会使线粒体外膜形成多聚Bax孔道。线粒体内容物如细胞色素C(Cyt—C)和smac等流出。Smae可促进凋亡反应速度和强度,以使凋亡顺利进行,而Cyt—C则在进一步激活easpase一3的过程中处于核心地位一J。释放出的Cyt—c和三磷酸腺苷(ATP)作为复合因子与细胞液中的凋亡蛋白酶活化因子(Apaf一1)结合,通过ATP分解提供能量诱导Apaf一1自身多聚化,形成至少由8个亚单位组成的Apaf一1多聚物,并暴露Apaf一1的N端easpase募集域(caspase re—cruitment domain,CARD)与caspase一9结构域中CARD相互作用,并募集easpase一9到多聚物上,形成Cyt—e/Apaf一1/caspase一9高分子量的复合物——凋亡体(apoptosome)。Caspase一9被募集形成凋亡体后,通过改变构象自我激活,并引起其下游凋亡效应组caspase如caspase一3,caspase一7的激活,而产生一系列酶联激活反应,最后对核内底物进行剪切使受累细胞凋亡。
1.3 B粒酶信号途径介导的细胞凋亡
细胞毒性淋巴细胞,如细胞毒性T细胞,淋巴细胞因子激活的杀伤细胞LAK、自然杀伤细胞,可通过多种机制诱导靶细胞的凋亡。例如这些细胞表面表达的FasL可结合靶细胞表面的Fas,激活靶细胞的外部凋亡途径。此外,细胞毒性淋巴细胞还能向靶细胞传递一些毒性颗粒,其中包含TNF、B粒酶及另一种穿孔蛋白。TNF可介导细胞的外部凋亡途径,而穿孔蛋白通过在靶细胞表面形成膜间通道,利于B粒酶向靶细胞内部转移。进入细胞内部的B粒酶自身具备蛋白水解作用,可直接裂解并激活caspases,促进细胞凋亡,还能通过裂解BH3-only蛋白间接激活细胞凋亡的线粒体途径。且有研究显示,B粒酶通过BH3-only 蛋白介导的细胞凋亡效应强于其直接激活caspases效应。
1.4 其他细胞凋亡途径
除了上述三种途径以外,近年来还发现当细胞内环境改变,如缺氧、低血糖、氧化应激及一些肿瘤细胞生长的微环境等可导致内质网上未折叠蛋白质积累,通过内质网跨膜蛋白肌醇酶1α、蛋白激酶样内质网激酶、转录激活因子6使细胞发生未折叠蛋白应答(UPR)。UPR最初作用是增强内质网对蛋白质的折叠能力、降解积聚的未折叠蛋白,以减轻内质网上的蛋白质负荷、维持内质网稳态,促进细胞存活。但当细胞处于长期持续的内质网应激状态时,内质网跨膜受体,主要是IRE1α、PERK,产生的信号传导可通过调节Bcl-2家族蛋白、调节内质网上的钙离子通道等方式促进细胞凋亡。例如持续的内质网应激状态下,被激活的IRE1α通过IRE1α/TRAF2/C-Jun氨基末端激酶信号通路,使Bcl-2、Bcl-xL磷酸化来抑制其抗凋亡能力,并且通过使Bid和Bim磷酸化来促进其促调往能力,最终达到促进细胞凋亡的目的。而PERK激活后可通过受其调控的转录因子CHOP上调Bcl-2家族的BH3-only蛋白及促进内质网上的钙离子向胞质的释放,以上效应均可促进细胞凋亡的发生和进展。由于内质网应激状态下的细胞凋亡主要是通过对Bcl-2家族分子的调控发生的,今儿促进MOMP进程引起细胞凋亡,因此可将内质网应激引起的细胞凋亡看作是细胞线粒体凋亡途径的补充。
1.2 内部线粒体途径的细胞凋亡
目前的研究结果表明,线粒体程序化死亡至少存在3种相关的机制,包括释放cytC破坏电子传递及氧化磷酸化,进而降低ATP产出;释放cytC、Smac等蛋白质活化caspase蛋白酶家族;改变细胞的氧化-还原潜力。
线粒体程序化死亡途径是一个多种因子相互联系、相互平行促进细胞死亡的过程。比如释放cytC激活caspase,释放Smac解除IAP对前体caspase的抑制,释放EndoG和AIF诱导DNA的片段化和染色体的浓缩,。同样的,线粒体途径能够向前传递并放大程序化死亡信号,第三即使在caspase依赖和caspase不依赖的途径均发生异常,线粒体功能失调同样也可导致细胞死亡。
虽然凋亡与坏死的最终结果极为相似,但它们的过程与表现却有很大差别。细胞坏死是细胞受到强烈理化或生物因素作用引起细胞无序变化的死亡过程。表现为细胞 胀大,胞膜破裂,细胞内容物外溢,核变化较慢,DNA降解不充分,引起局部严重的炎症反应。而细胞凋亡是细胞对环境的生理性病理性刺激信号,环境条件的变化或缓和性损伤产生的应答有序变化的死亡过程。其细胞及组织的变化与坏死有明显的不同。
Bcl-2基因家族包含抑制和促进细胞凋亡两类功能相反的基因,在细胞凋亡中发挥重要的调节作用,抑制细胞凋亡的基因包括:bcl-2、bcl-xl、bcl-w、bfl-1、brag-1、mcl-1和a-1等,促进细胞凋亡的基因有bax、bak、bok、bcl-xs、bad、bik、bid、blk和hrk等。Bcl-2家族中抑制与促进细胞凋亡的两类蛋白的比例决定了细胞在受到凋亡信号刺激时是否发生凋亡,这种比例的变化部分是由特定的蛋白间竞争性的二聚化作用决定的。在细胞凋亡的调节过程中,B cl - 2 家族成员通过互相的纯或杂二聚化作用形成动态平衡。目前尚不能肯定二聚化是凋亡的调节形式。但也不能排除一部分二聚体参与形成更高形式的多蛋白复合物影响凋亡的调节。
一、细胞的凋亡的途径
细胞凋亡是机体内细胞死亡的重要途径,目前发现真核细胞主要经死亡受体介导的外部凋亡途径、内部线粒体途径、B粒酶介导的细胞凋亡途径及近几年开始关注的内质网应激途径介导细胞发生凋亡。
1.1 死亡受体介导的外部凋亡途径
死亡受体是指细胞表面的某些蛋白质,它们能与携带凋亡信号的专一性配体结合,并迅速将凋亡信号转导到细胞内诱导细胞凋亡。死亡受体属于肿瘤坏死因子受体基因超家族,其胞外区都有富含半胱氨酸的区域,胞质区有一由同源氨基酸残基构成的结构,具有蛋白水解的功能,称为“死亡结构域”,是信号转导和凋亡发生的重要结构。
关键词:细胞凋亡 基因 caspases
细胞凋亡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。
2.2 Bcl-2族
Bcl-2基因是细胞凋亡研究中最受重视的癌基因之一,其表达的蛋白质Bcl-2蛋白最初发现于B淋巴细胞瘤/白血病-2而得名,与线虫ced-9基因表达的Ced-9分子在结构上有同源性,具有抗凋亡作用。Bcl-2的高表达能抑制多种凋亡诱导因素所引发的细胞凋亡,如:C-射线、糖皮质激素、热休克、多种化疗药物。
二、细胞凋亡的相关基因
2.1 Caspase家族
对 clekegabs线虫 的研 究发现 ced-3、ced-4、ced-9这 3种基因产物在细胞凋亡的调控中发挥重要作用。 1993年发现 ced-3与哺乳动物的白细胞介素1B转化酶(ICE)有较高的 列同源性。Caspases 是ICE样蛋白酶。迄今已发现了 14 种 Caspases形成了一个家族, 与线虫的ced一样在凋亡的启动与执行过程中起关键作用。凋亡信号首先活化凋亡途径上游的 Caspases启动分子, 例如 caspase-2、caspas e-8、caspase-9 ; 尔后通过一系列的级联反应激活下游的Caspases效应分子, 例如caspase-3、e -6、caspase-7; 最终引起核酸断裂导致细胞凋亡。Caspases作为凋亡的效应因子, 自然会成为肿瘤性疾病和其他退行性疾病治疗的新靶点。例如对凋亡受到抑制的肿瘤细胞可以通过基因治疗法将Caspases引入癌细胞, 激活凋亡活性分子,启动凋亡途径,,引起 D NA 断裂,诱导其凋亡。而对那些凋亡过度的细胞可通过使用Caspases的抑制剂而缓解凋亡的发生。
细胞凋亡的途径、相关基因以及凋亡分子机制的研究进展
学号:********** 姓名:佘雯 专业:学科教学(亡。 目前发现真核细胞主要经死亡受体介导的外部凋亡途径、内部线粒体途径、B粒酶介导的细胞凋亡途径及近几年开始关注的内质网应激途径介导细胞发生凋亡。同时,与细胞凋亡相关的基因有Caspase家族、Bcl-2族、P53基因、C-myc、NF-JB等,细胞凋亡离不开caspases。
从严格的词学意义上来说,细胞程序性死亡与细胞凋亡是有很大区别的。细胞程序性死亡的概念是1956年提出的,PCD是个功能性概念,描述在一个多细胞生物体中某些细胞死亡是个体发育中的一个预定的,并受到严格程序控制的正常组成部分。例如蝌蚪变成青蛙,其变态过程中尾部的消失伴随大量细胞死亡,高等哺乳类动物指间蹼的消失、颚融合、视网膜发育以及免疫系统的正常发育都必须有细胞死亡的参与。这些形形色色的在机体发育过程中出现的细胞死亡有一个共同特征:即散在的、逐个地从正常组织中死亡和消失,机体无炎症反应,而且对整个机体的发育是有利和必须的。因此认为动物发育过程中存在的细胞程序性死亡是一个发育学概念,而细胞凋亡则是一个形态学的概念,描述一件有着一整套形态学特征的与坏死完全不同的细胞死亡形式。但是一般认为凋亡和程序性死亡两个概念可以交互使用,具有同等意义。
目前已知的死亡受体由五种,TNFR-1、FAS、DR3、DR4和DR5。前三种受体相应的配体分别为TNF、FasL、Apo-3L,后两种配体均为Apo-2L。
目前阐述最多的是Fas/FasL介导的细胞凋亡,即Fas与配体FasL结合后发生三聚化而激活,活化的Fas可通过其DD结合并聚集衔接蛋白Fas相关死亡结构域,导致FADD构象改变,此时的FADD可通过其自身的死亡效应结构域(DED)与具备同源结构的caspase-8,形成由FasL、Fas、FADD、caspase-8组成的蛋白复合物,该复合物具有裂解并激活凋亡蛋白酶caspase-3的能力,引发细胞凋亡过程的级联反应,最终导致细胞凋亡。此外,TNF与其受体TNFR1结合后,TNFR1与衔接蛋白肿瘤坏死因子受体-1结合蛋白(TRADD)通过各自的DD结合,形成由TNF、TNFR1、TRADD组成的蛋白复合物,该复合物与受体相互作用蛋白1(RIP1)和肿瘤坏死因子受体相关因子2(TRAF2)2中蛋白结合,既可通过激活核因子κB抑制剂激酶(IKK),使NF-kB抑制剂磷酸化,引起NF-kB信号途径的活化,促进细胞存活;也能通过结合其他衔接蛋白如FADD、RAIDD,后者分别聚集并激活caspases-8和caspase-2促进细胞凋亡的发生。而具备DD的TRALL受体与配体TRAIL结合后,可通过FADD/caspase-8途径诱导细胞凋亡。
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