13章 程序性细胞死亡和细胞衰老
第十三章 程序性细胞死亡与细胞衰老
第一节
程序性细胞死亡
一、动物细胞的程序性死亡
细胞的死亡有三种不同形式：一种是坏死（性）或意外（性） 死亡（necrosis），它是由某些外界因素比如局部贫血，高 热以及物理、化学损伤和生物侵袭等造成细胞急速死亡，是 一种被动性死亡。 另一种称之为程序性死亡（programmed cell death PCD） 是由基因控制的自杀程序引起的主动性死亡。主要发生在胚 胎发育过程中。 还有一种自噬，是与细胞凋亡不同的另一种程序性细胞死亡。
凋亡的基因转录，使细胞进入凋亡状态。当
P53基因发生缺失或异常时，P53失去对细胞的 监视作用，带着损伤的DNA进入S期，其结果 是细胞因遗传不稳定性而产生突变和染色体畸 变，最后导致细胞癌变。P53基因产物诱导细
胞凋亡，可提供一种防护机制，使DNA损伤的
细胞不能存活，而走向程序性死亡。
（二）细胞坏死：可能是细胞程序性死亡的另一种形式。
6）细胞凋亡的信号传导
NF-kB是细胞核内的基因转录的调控因子 它的靶基因是TRAF，IAPS等，这些基因的表达蛋白
能抑制Caspase8的活性从而抑制细胞Байду номын сангаас亡。
Ras活化NF-Kb，
NF-kB通过调控靶基因表达蛋白，
抑制Caspase8的活性，从而抑制细胞凋亡。
p53是肿瘤抑制基因，可以阻断细胞周期和诱导细胞凋
●衰老(senescing，aging)是机体在退化时期生理 功能下降和紊乱的综合表现,是不可逆的生命过程。 人的衰老与细胞的衰老相关联。
Hayflick界限
概念：关于细胞增殖能力和寿命是有限的观点。 细胞，至少是培养的二倍体细胞，不是不死的，而是 有一定的 寿命；它们的增殖能力不是无限的，而是有 一定的界限，这就是 Hayflick界限 ◆癌细胞或培养的细胞系是不正常细胞，其染色体数
最新细胞生物学第13章细胞程序性死亡及细胞衰老-药学医学精品资料
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
一、动物细胞的程序性死亡 （一）动物细胞死亡的方式（Ways of Cell Death） 细胞死亡一般定义是：细胞生命现象不可逆的停 止。细胞死亡三种形式： （1）细胞凋亡（Apoptosis），又称细胞程序性死亡 （programmed cell death，PCD）：细胞在一定的生 理或病理条件下，主动的由基因决定的（按自身的 程序）自动结束生命活动的过程。 （2）细胞坏死（Necrosis）：由外部的化学、物理 或生物性因素的侵害而造成的细胞损伤和死亡。 （3）细胞自噬（autophagy）：细胞通过自噬小体 降解衰老的细胞结构和蛋白质等。
②凋亡小体（apoptotic bodies）的形成 核染色质断裂为大小不等的片段，与某 些细胞器（如线粒体）一起聚集，为反折的 细胞质膜所包围。细胞表面产生了许多泡状 或芽状突起，逐渐形成单个的凋亡小体。 ③凋亡小体逐渐为邻近的细胞所吞噬并消化 整个过程细胞质膜保持完整，细胞内容 物不会渗漏到细胞外环境，因而不会引起炎 症反应。
培养的年轻的和衰老的上皮样细胞形态
衰老（Aging /Senescence）和死亡(Death)是 生命的基本现象，衰老过程发生在生物界的 整体水平、种群水平、个体水平、细胞水平 以及分子水平等不同的层次。 至少从细胞水平来看，细胞衰老(Cellular aging)和细胞凋亡（Apoptosis）是新陈代谢 所必需的自然现象。 对细胞衰老和凋亡的探索有助于我们对于发 育过程的了解、疾病的防治（尤其是早衰症、 老年衰退性疾病、肿瘤、AIDS、AD型痴 呆）、细胞工程技术的改进。
细胞的两种死亡方式及比较
（二）细胞凋亡 1、细胞凋亡的概念和特征 A、细胞凋亡的概念 细胞凋亡（Apoptosis），又称细胞程序性死亡 （programmed cell death，PCD）：细胞在一 定的生理或病理条件下，主动的由基因决定 的（按自身的程序）自动结束生命活动的过 程。
程序性细胞死亡与细胞衰老ppt
ANTIAPOPTOTIC PROTEINS
Three ways of animal cell death Necrosis：细胞坏死
Apoptosis：细胞凋亡
Autophagy：细胞自噬
PCD Versus Apoptosis
Apoptosis
History: 1965, Kerr, Observance; Definition in 1972
炎症
Comparison between Apoptosis and Necrosis
ptosis is a neat, orderly process
APOPTOSIS
Evolutionarily conserved Occurs in all animals studies (plants too!) Stages and genes conserved from nematodes and flies to humans
Caenorhabditis elegans
1090 cells
decision to die
131 cells
execution engulfment
apoptosis
degradation
ced-3 ced-4
egl-1
ced-9
ced-1 ced-2 ced-5 ced-6 ced-7 ced-10
(Richerd et.al., 2001)
Necrosis vs. Apoptosis
Necrosis
• • • • Cellular swelling Membranes are broken ATP is depleted Cell lyses, eliciting an inflammatory reaction • DNA fragmentation is random, or smeared • In vivo, whole areas of the tissue are affected • • • •
十三章细胞程序性死亡与细胞衰老
目前发现的调控细胞凋亡的相关基因
1. Caspase家族与凋亡
名称及其别名 caspase-1（ICE） caspase-2（Nedd-2/ICH1） caspase-3（apopain/CPP32/Yama） caspase-4（Tx/ICH2/ICE rel -II） caspase-5（ICE rel-III/TY） caspase-6（Mch2）
2002年诺贝尔生理与医学奖获得者
Sydney Brenner
H. Robert Horvitz
John E. Sulston
◆2002年的诺贝尔生理学和医学奖授予了在器官发育和程序性细 胞死亡研究领域中做出奠基性贡献的3位科学家: ●英国的 Sydney Brenner、美国的 H. Robert Horvitz、英国的 John E. Sulston ●他们创造性地用线虫作为实验模型,实现了对器官发育过程中细 胞分裂、分化的原位观察,完成了细胞图谱的绘制, ●在此基础上发现并研究了调控器官发育程序性细胞死亡的关键 基因及其功能并进一步在高等哺乳动物中发现了相关功能基因。
又分为两类：
一类为执行者（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 caspas碘
化病啶使DNA产生激发荧光，从而检测凋亡。
细胞凋亡的分子机理
一）、诱导细胞凋亡的因子
◆物理性因子，包括射线（紫外线， 射线等）， 较温和的温度刺激（如热激，冷激）等
13章 程序性细胞死亡和细胞衰老
调节因子（或者 抗凋亡蛋白）： 线虫：Ced-9 哺乳动物：Bcl-2 效应物为半胱氨酸蛋白酶，称为 caspases 1, 或 者 ICE (Ced-3) （线虫中） Apaf1(凋亡蛋白酶活化因子) or Ced-4, 促进 caspases 或者 Ced-3 活性
2、Bcl2 家族、线粒体与细胞凋亡
凋亡促进剂，亦可作抑制剂，可与 BCL-2，BCL-X 和 E1B19K 结合
凋亡抑制剂 凋亡促进剂，与 BCL-2 和 BCL-XL 结合 线虫中的凋亡抑制剂，BCL-2 同源物 腺病毒凋亡抑制剂，与 Bax 和 Bak 结合
2、细胞凋亡特征
（1）、形态学特征 ◆凋亡小体的形成： ◆凋亡的起始：细胞表面的特化
结构如微绒毛消失，细胞间接触的消 核染色质断裂为大小不等的片段，与某 失，但细胞膜依然完整；线粒体大体 ◆凋亡小体为邻近细胞吞噬并消化 些细胞器如线粒体一起聚集，为反折的 完整，但核糖体逐渐从内质网上脱 细胞质膜所包围。细胞表面产生了许多 离，内质网囊腔膨胀，并逐渐与质膜 泡状或芽状突起，逐渐形成单个的凋亡 融合；染色质固缩，形成新月形帽状 小体 结构等形态，沿着核膜分布 ◆凋亡细胞组织转谷氨酰胺酶tTG （tissue Transglutaminase）积累并达到较高水平 ◆凋亡小体逐渐为邻近的细胞吞噬并消化
括发生染色质凝缩并逐步分布在核膜周围；细胞质浓缩, 膜泡形成 凋亡小体，最后被吞噬细胞吞噬和降解等)
● 执行死亡的4个基因： ced-3、ced-4、ced-9和egl-1
基因。
ced-4是细胞杀手, ced3,ced4基因促进细胞凋亡;ced-9是 存活因子,抑制细胞凋亡
程序性死亡的细胞之所以能够被吞噬细胞 识别和吞噬，是因为这些细胞的表面具有“将我 吃掉”的信号，这种信号在正常细胞的表面是不 存在的。研究得最清楚的被吞噬信号是存在于 程序化死亡细胞质膜脂双层外叶的磷脂酰丝氨 酸(phosphatidylserine)分子。
程序性细胞死亡和细胞衰老
●细胞在体内条件下旳衰老
●衰老细胞构造旳变化
●细胞衰老旳分子机理
一、Hayflick界线(Hayflick Limitation)
●概念：有关细胞增殖能力和寿命是有限旳观点。 细胞，至少是培养旳二倍体细胞，不是不死旳，而是有一定旳
寿命；它们旳增殖能力不是无限旳，而是有一定旳界线，这就 是 Hayflick界线
细胞凋亡旳主要特征是形成大小为 180～200bp特征性旳DNA ladders
细胞凋亡旳检测
◆TUNEL测定法（DNA断裂旳原位末端标识法，末端 脱氧核苷酸酶移换酶介导旳dUTP缺口末端标识测定法） ◆彗星电泳法（comet assay）：将单个细胞悬浮于琼脂 糖凝胶中，经裂解处理后，再在电场中进行短时间旳电 泳，并用荧光染料染色。 ◆流式细胞分析:凋亡细胞DNA发生断裂和丢失，呈亚 二倍体状态。
大分子合成 氧化磷酸化
ATP
细胞存活 DNA修复
细胞自噬 细胞自噬主要发生在个体遭遇营养危机旳时候和胚胎发育期间 单细胞和单细胞生物均可发生自噬 酵母磷脂酰基醇激酶（PI3K）信号途径
细胞外
PI3K
营养物质
凋亡 AKT 代谢底物
自噬 Tor
翻译 ATP
凋亡 自噬
PI3K AKT Tor
ATP
酵母细胞旳自噬信号途径
Caspase家族
Caspase本身以非活化旳Procaspase存在。一般旳蛋白酶活化时， 只是将N端旳肽段切除，而caspase旳活化则需要在两个亚基旳连接 区旳天冬氨酸位点进行切割，成果产生了由两个亚基构成旳异二聚 体而活化。
凋亡过程：激活期和执行期 激活期 (起始Caspase活化) :同性活化,酶元分子汇集成复合物到 达一定浓度时，彼此切割或者构象变化产生有活性旳二聚体形式。 执行期(执行Caspase活化)： 属异性活化，起始Caspase招募执 行Caspase酶原分子后，对其进行切割，产生具有活性旳执行 Caspase切割细胞内主要旳构造和功能蛋白，造成细胞凋亡。
第十三章 程序性细胞死亡与细胞衰老
第十三章程序性细胞死亡和细胞衰老名词解释1、白介素-1β转换酶interleukin-1β converting enzyme，ICECaspase-1,Caspase家族成员之一，线虫Ced3在哺乳动物细胞中的同源蛋白，催化白介素-1β前体的剪切成熟过程。
2、程序性细胞死亡programmed cell death，PCD是受到严格的基因调控、程序性的细胞死亡形式。
对生物体的正常发育、自稳态平衡及多种病理过程具有重要的意义3、凋亡复合体apoptosome凋亡分子Apaf-1与细胞色素c形成的复合体，相对分子量为（700-1400）x103，细胞质中Caspase-9的前体被招募到复合体上并发生自身切割活化，引起细胞凋亡。
4、凋亡小体apoptotic body细胞凋亡过程中断裂的DNA或染色质与细胞其他内容物一起被反折的细胞质膜包裹，形成的圆形小体。
凋亡小体被邻近细胞识别并吞噬。
5、端粒telomere位于染色体末端的重复序列，对染色体结构稳定、末端复制等由重要作用。
端粒常在每条染色体末端形成一顶帽子结构。
6、端粒酶telomerase含有RNA的反转录酶，能以自身RNA为模板，对DNA端粒序列进行延长而解决线性染色体末端复制问题。
7、衰老相关的β-半乳糖苷酶senescence associated β-galactosidase，SA β-gal衰老细胞中存在的pH6.0条件下即表现活性的β-半乳糖苷酶。
8、细胞凋亡apoptosis一种有序的或程序性的细胞死亡方式，是细胞接受某些特定信号刺激后进行的正常生理应答反应。
该过程具有典型的形态学和生化特征，凋亡细胞最后以凋亡小体被吞噬消化。
9、细胞凋亡抑制因子inhibitor of apoptosis细胞中天然存在的Caspase抑制因子家族。
所有成员都具有由70个氨基酸组成的BIR结构域，这一区域对抑制凋亡的作用是必须的。
10、细胞坏死necrosis细胞受到意外损伤，如极端的物理、化学因素或严重的病理性刺激而发生的细胞被动死亡形式。
第十三章 程序性细胞死亡与细胞衰老
（1）Cas引起凋亡的关键酶。特点：
胞质中
一组结构类似的蛋白酶，选择性切割某些蛋白质。
活性位点均包含半胱氨酸残基；
特异切割靶蛋白天冬氨酸残基后的肽键caspase
（cysteine aspartate-specific protease）。
哺乳动物caspase超家族15种P448表13-1
性氧等）， Caspase-8切割Bcl-2家族成员Bid将信号传递
到线粒体引发凋亡的内源途径，使凋亡信号进一步扩大。
含有1-4个Bcl-2同源结构域（BH）。分两类：抗凋亡基因， 如：Bcl-2；促凋亡基因，如：Bax。
促凋亡蛋白BH结构域受信号刺激后转移到线粒体外膜，能 引起线粒体外膜通透性改变，导致多种凋亡因子（关键因 子cyt c ）释放，引起凋亡。
Bcl-2 gene family（Zimmermann 2001）
BCL-2家族成员
基因产物 BCL-2 BCL-x BCL-w Bax Bak MCL-1 Bad Ced-9 E1B19K 功 能 凋亡抑制剂，可和 Bax 及 Bak 结合 其 L 型抑制凋亡，S 型促进凋亡，与 Bax 及 Bak 结合 凋亡抑制剂 凋亡促进剂，可与 BCL-2， BCL-XL ，EIB19K 结合
Apaf-1与cyt c结合后发生自身聚合， 通过CARD结 构域召集caspase-9酶原，形成一个很大的凋亡复 合体（apoptosome），激活caspase-3和caspase-9 。
作用：参与线粒体凋亡途径，该基因敲除后，小 鼠神经细胞过多，脑畸形发育。
从事的是细胞凋亡规律的 研究。
FADD N端通过DED区（death effector
程序性细胞死亡与细胞衰老
第十三章程序性细胞死亡与细胞衰老一、填空题1．诱导细胞凋亡的因子大致可以分为和两大类。
2．细胞凋亡检测的方法有、、、和。
3．通常年轻的功能健全的细胞膜相是，衰老的或有缺陷细胞膜相是。
4．凋亡细胞DNA链的断裂主要发生在，从而产生bp整数倍的DNA片段。
5．bcl2是一种(原癌／抑癌)基因，p53是基因。
6．细胞凋亡的过程，在形态学上可分为、和3个阶段。
7．细胞的死亡一般定义为，通常用鉴别细胞的死活，活细胞容易被染色，死细胞容易被染色。
8．细胞死亡有两种形式：一种为死亡，另一种为死亡。
9．脂褐质小体来源于。
10．人随着年龄的增大，细胞质膜中的磷脂含量逐渐下降，使质膜中胆固醇与磷脂的比值升高，最终导致细胞质膜的增加，降低。
11．细胞衰老端粒假说认为：随着细胞分裂次数的增加，端粒不断缩短。
当端粒缩短到一定程度(临界长度)时引发了极限，细胞不再分裂。
二、选择题1．对于体外培养的人二倍体细胞，决定其衰老的主要因素是：A．细胞培养的外环境B．细胞核C．细胞质D．以上都不是2．细胞核结构的衰老变化中最明显的变化是：A．核膜的内折染色质固缩化B细胞核体积增大C．大量的核仁裂解D．凋亡小体出现3．下列哪个选项不是衰老细胞结构的变化：A. 有序排列的内质网不复存在，内质网成分弥散性的分布于核周胞质中B．线粒体的数量减少而体积增大，内容物呈现网状化并形成多囊体C．致密体数量大大减少，几近消失D．质膜处于凝胶相或固相；细胞间间隙连接减少4．凋亡细胞特征性的形态学改变是：A．溶酶体膜和细胞膜破裂 B. 染色质边集，沿核膜分布C．线粒体嵴消失 D. 形成凋亡小体5．下列选项中，关于凋亡小体说法正确的是：A. 凋亡小体只有在电子显微镜下才能观察到，B. 凋亡小体完全由固缩的核染色质组成C. 凋亡小体完全由胞浆组成D．凋亡小体最终被邻近的细胞所吞噬6．细胞凋亡的一个重要特点是：A. DNA随机断裂B．DNA发生核小体间的断裂C. 70S核糖体中的rRNA断裂D．80S核糖体中rRNA断裂7．下列哪项不属于细胞凋亡的形态学变化：A．细胞固缩B．细胞肿胀C核固缩D．染色质边集8．细胞凋亡DNA双链断裂的主要部位是：A. 富含AT的区域B. 富含GC的区域C．核小体之间的连接区D．已经发生DNA损伤的部位9．细胞凋亡最主要的生物化学特征是：A．DNA发生核小体间的断裂，产生含有不同数量核小体单位的片段B．细胞质Ca离子浓度增加C．tTG积累并达到较高水平D．磷脂酰丝氨酸重分布10．到目前为止，鉴定细胞凋亡的最可靠的方法是：A．DNA断裂的原位末端标记法B．DNA电泳形成的“梯形条带”C．测定组织转谷氨酰胺酶的水平D．彗星电泳11．促进细胞凋亡的基因是：A．p53 B．bcl2 C . ced9 D．mcl112．通常情况下或实验条件下，下列哪种因素并不能导致细胞凋亡的发生：A. TNFαB．紫外线和γ射线的照射C. 半胱氨酸蛋白酶抑制剂D．抗Fas／Apo-1／CD9513．编码P53蛋白的基因发生突变，会导致：A．失去一个抑制蛋白，P21 B．失去一个转录因子C．细胞生长失控及产生肿瘤D．以上都对14．癌细胞的非整倍性涉及下列哪种蛋白质?A. P53 B．RB C．Myc D．bcl-215. 染色体易位导致癌变发生的原因是：A．将一个癌基因易位到活性表达的基因座旁，如Ig基因座B．改变癌基因的结构C．将一个癌基因易位到组成型异染色质区D．通过两段编码区的融合产生一种杂种基因，如bcr-abl16. 以下哪一项不是导致癌细胞过度生长的原因?A．癌细胞丧失了程序化死亡机制B．某些癌细胞能够分泌刺激自身增殖的生长因子促进自身分裂C. 癌细胞由于对密度依赖性生长抑制失去敏感性D．癌细胞中的细胞骨架不仅少而且杂乱无章17. 下列哪类基因还没被确认为癌基因：A．编码生长因子受体的基因B．编码膜结合离子通道的基因C. 编码细胞质蛋白激酶的基因D．编码与不匹配修复有关的蛋白质的基因18．下列哪一种不是程序性死亡的特征?A．核DNA在核小体连接处断裂成核小体片段B．核纤层断裂消失C．细胞通过发芽、起泡等方式形成一些球形的突起D．细胞破裂，释放出内容物19．在RNA和DNA肿瘤病毒中引发癌变的基因是：A．仅仅在病毒基因组中发现的特异序列，B．可在宿主细胞内发现，但仅在细胞被转化后C．可在宿主细胞内发现，甚至在正常细胞内也可以发现D．也可在很多病原菌中发现20．迅速判断细胞是否死亡的方法是：A．形态学改变B．功能状态检测C．繁殖能力测定D．活性染色法E．内部结构观察21．到目前为止所有被确定的致癌物有哪些共同点?A．都是在香烟的烟中发现的B．都具有诱变性C．都是化学物质D．没有任何共同点22．对引起家族性乳癌的基因测序时发现，这些基因编码的多肽含有锌指蛋白基序，根据这一结果，可推测此类基因产物的正常功能是：A．属于激素B．属于生长因子C．属于生长因子受体D．属于转录因子23. 一个癌基因编码一种生长因子受体，且是组成型表达的。
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a 正常T细胞杂交瘤细胞
b 凋亡细胞(扫描电镜)
c 凋亡细胞(透射电镜)
（2）、DNA电泳：DNA片段就呈现出梯状条带 （3）、TUNEL测定法，即DNA断裂的原位末端标记法
（4）、 Annexin V-GFP标记 凋亡早期细胞，细胞膜由于磷脂酰丝氨酸（PS）外翻被 Annexin V-GFP标记在荧光显微镜下观察呈现绿色荧 光；凋亡晚期细胞呈现红色荧光，是由于细胞膜与核膜 破损，PI进入核区与DNA结合。而对照组正常细胞不显 示任何荧光。
调节因子（或者 抗凋亡蛋白）： 线虫：Ced-9 哺乳动物：Bcl-2 效应物为半胱氨酸蛋白酶，称为 caspases 1, 或 者 ICE (Ced-3) （线虫中） Apaf1(凋亡蛋白酶活化因子) or Ced-4, 促进 caspases 或者 Ced-3 活性
2、Bcl2 家族、线粒体与细胞凋亡
程序性细胞死亡途径及相关基因
1、Caspase 家族与凋亡
（1）、Caspase家族 Caspase属于天冬氨酸特异性半胱氨酸蛋白酶，相 当于线虫中的ced-3，这些蛋白酶是引起细胞凋亡的关键 酶，一旦被信号途径激活，能将细胞内的蛋白质降解，使 细胞不可逆的走向死亡。它们均有以下特点： ① Caspase活性位点：半胱氨酸(Cysteine) ； ②裂解靶蛋白位点是天冬氨酸残基后的肽键，所以命 名为caspase（ Cysteine aspartic acic specific protease ），方便起见称之为凋亡酶； ③都是由两大、两小亚基组成的异四聚体，大、小亚 基由同一基因编码，前体被切割后产生两个活性亚基。
（2）、生化学特征
3、诱导细胞凋亡的因子
◆物理性因子：
包括射线（紫外线，γ 射线等），较温和的温度 刺激（如热激，冷激）等
◆化学及生物因子： 包括活性氧基团和分子，DNA和蛋白质合成的
抑制剂，激素，细胞生长因子，肿瘤坏死因子α （TNFα），抗Fas/Apo-1/CD95抗体等
4、细胞凋亡的检测
第十三章
程序性细胞死亡与细胞衰老
一、细胞凋亡(Apoptosis) （一）、细胞凋亡的概念及其生物学意义
1、细胞凋亡（apoptosis）的概念：
apoptosis=“αποπτοσισ ” “apo（离开，分离）+ptosis（下降，掉 下来）”=falling off
单个或多个细胞发生的以核皱缩、胞膜泡状 形态学概念： 突出或凹陷，DNA规律性断裂，形成单位膜 包裹的大小不一的“颗粒”，不引起炎症反应 等为特征的细胞死亡
（2）、Caspase 活化
Caspase 自身以非活化的 Procaspase存在，其激活依赖于 其他的 Caspase 在它的天冬氨酸位点裂解活化或自身活化。 两类caspase
启动者（initiator）在外来蛋白信号的作用下被切割激活。 执行者（executioner或effector），激活的启动caspase对执行 者caspase进行切割并使之激活，被激活执行者caspase通过对 caspase靶蛋白的水解，导致程序性细胞死亡。
生化学概念：
是一个主动的由基因控制的、自主的、 有序的细胞死亡。所以也常常被称为细 胞编程死亡（programmed cell death, PCD）。
细胞凋亡是一个主动的由基因决定的自动结束生命 的过程，所以也常常被称为细胞编程死亡 （programmed cell death, PCD）。凋亡细胞将 被吞噬细胞吞噬。
凋亡促进剂，亦可作抑制剂，可与 BCL-2，BCL-X 和 E1B19K 结合
凋亡抑制剂 凋亡促进剂，与 BCL-2 和 BCL-XL 结合 线虫中的凋亡抑制剂，BCL-2 同源物 腺病毒凋亡抑制剂，与 Bax 和 Bak 结合
● 程序性细胞死亡分为两个阶段：
死亡激活期(activation phase), (接受来自内部或外部的死亡
信号(death signals)并做出反应，即接受指令并决定死亡。)
●决定死亡的两个基因，即ces-1(ces表示CE细胞存活
的调控基因)和ces-2基因 死亡执行期（execution phase）,(执行一套死亡程序，包
使抑制凋亡因子失活， 如CAD(caspaseactivated Dnase )/ICAD 破坏细胞结构，如核纤 层蛋白 将调节区与催化区分 离，使蛋白失活，如 Gelsolin
线虫(C.elegans)凋亡研究发现ced3，ced4基因促进细胞凋亡， ced9基因阻止ced3/ced4的激活，抑制细胞凋亡。Ced3哺乳类 同源物是ICE，即Caspase1。 ICE蛋白酶参与 Fas 诱导的细胞凋亡，与线虫细胞凋亡基因 ced-3 同源。 ced-4 在哺乳动物中的同源体为Apaf-1 (apoptotic protease activating factor-1)，能激活Caspase3 ，这一过程需要细胞色 素c（Apaf-2）和Apaf-家族成员 A：3类caspase：蓝色参与炎症反应，红色为执行者，绿色为启动 者；B：caspase-3的结构模型；C：caspase-3的活化过程
caspase 超家族成员及其相应底物
名称及其别名 caspase-1（ICE） caspase-2（Nedd-2/ICH1） caspase-3（apopain/CPP32/Yama） caspase-4（Tx/ICH2/ICE rel-II） caspase-5（ICE rel-III/TY） caspase-6（Mch2）
最早发现人类中与线虫ced-3同源的基因是 ICE (Interleukin-1-converting enzyme) ，即：白介素-1 β转换酶基因，因该酶能将白介素前体切割为活性 分子，故名。在人类细胞中已发现11个 ICE 同源物，分为2个亚族： ---ICE 亚族：参与炎症反应，如caspase-1, and caspase-11 ---CED-3 家族，参与细胞凋亡，又分为两类： ★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。 ★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 化或自剪接的方式激活；
BCL-2家族成员
基因产物 BCL-2 BCL-x BCL-w Bax Bak MCL-1 Bad Ced-9 E1B19K 功 能 凋亡抑制剂，可和 Bax 及 Bak 结合 其 L 型抑制凋亡，S 型促进凋亡，与 Bax 及 Bak 结合 凋亡抑制剂 凋亡促进剂，可与 BCL-2，BCL-XL，EIB19K 结合
括发生染色质凝缩并逐步分布在核膜周围；细胞质浓缩, 膜泡形成 凋亡小体，最后被吞噬细胞吞噬和降解等)
● 执行死亡的4个基因： ced-3、ced-4、ced-9和egl-1
基因。
ced-4是细胞杀手, ced3,ced4基因促进细胞凋亡;ced-9是 存活因子,抑制细胞凋亡
程序性死亡的细胞之所以能够被吞噬细胞 识别和吞噬，是因为这些细胞的表面具有“将我 吃掉”的信号，这种信号在正常细胞的表面是不 存在的。研究得最清楚的被吞噬信号是存在于 程序化死亡细胞质膜脂双层外叶的磷脂酰丝氨 酸(phosphatidylserine)分子。
caspase-7（ICE-LAP3/Mch3/CMH-1）
底物 Pro-ILβ ； pro-caspase 3，7 PARP ； SREBP ； DFF ； DNA-PK
Lamin A ； keratin 18 PARP ； pro-caspase 6 ； DFF
caspase-8（FLICE/MACH/Mch5） caspase-9（ICE-LAP6/Mch6） caspase-10（Mch4/FLICE2） caspase-11（ICH3） PARP
The caspase cascade involved in apoptosis A. Procaspase activation by proteolytic cleavage. B. Caspase cascade
执行者caspase在程序性细胞死亡中的作用
Caspase 如何杀死细胞？
（5）、流式细胞分析
（6）、彗星电泳
（三）、细胞凋亡的分子调控机理
Sydney Brenner
H. Robert Horvitz John E. Sulston
线虫体细胞凋亡研究：PCD相关基因15个
1、与PCD有关的基因，负责PCD控制：ced-3、ced-4和ced-9。 2、与PCD过程吞噬作用有关：ced-1、ced-2、ced-5-8 和 ced10。 3、核酸酶基因（nuc-1）, 控制DNA降解，但非PCD所必须。 4、影响特异细胞类型PCD的基因：ces-1、ces-2、cgl-1、和 her-1.
2、细胞凋亡特征
（1）、形态学特征 ◆凋亡小体的形成： ◆凋亡的起始：细胞表面的特化
结构如微绒毛消失，细胞间接触的消 核染色质断裂为大小不等的片段，与某 失，但细胞膜依然完整；线粒体大体 ◆凋亡小体为邻近细胞吞噬并消化 些细胞器如线粒体一起聚集，为反折的 完整，但核糖体逐渐从内质网上脱 细胞质膜所包围。细胞表面产生了许多 离，内质网囊腔膨胀，并逐渐与质膜 泡状或芽状突起，逐渐形成单个的凋亡 融合；染色质固缩，形成新月形帽状 小体 结构等形态，沿着核膜分布 ◆凋亡细胞组织转谷氨酰胺酶tTG （tissue Transglutaminase）积累并达到较高水平 ◆凋亡小体逐渐为邻近的细胞吞噬并消化
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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。