细胞凋亡与疾病详解

巨噬细胞吞噬 分解凋亡细胞 凋亡细胞的清除
细胞凋亡过程
二、凋亡时细胞的主要变化
apoptosis
凋亡过程与调控
• 细胞凋亡的形态学改变
微绒毛消失 与周围细胞
脱接触
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→胞膜空泡化(blebbing) →固缩(condensation) →出芽(budding) →染色质边集(margination)
凋亡小体 (apoptosis
• 内源性核酸内切酶激活及其作用
Endogenous nuclease, DNase正常时以无活性的 形式存在于细胞核。 ➢ 特点：依赖二价金属离子DNase : Ca2+/Mg2+ 可
大致分成4个阶段 ➢ 凋亡信号转导 ➢ 凋亡基因激活 ➢ 细胞凋亡的执行 ➢ 凋亡细胞的清除
apoptosis
凋亡过程与调控
凋亡
诱导 +受体 因素
cAMP Ca2+ 神经酰胺
信号转导
apoptosis
凋亡过程与调控
死 亡 信 号
DNase激活 Caspases激活
凋亡相关基因激活 基因激活
凋亡执行
细胞凋亡与坏死的比较
概述
1.性质 2.诱导因素 3.生化特点
4.形态变化
5.DNA电泳 6.炎症反应 7.凋亡小体 8.基因调控
Necrosis
病理性，非特异性 强烈刺激，随机发生
被动过程，无新蛋白合成 不耗能
细胞肿胀、细胞结构全 面溶解、破坏
弥散性降解，电泳呈均一 DNA片状
溶酶体破裂，局部 炎症反应 无
用光镜和电镜对细胞形态学特征进行了详细 的研究；
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片段化降解；
RNA／蛋白质大分子的合成； 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；
内源性核酸内切酶激活，细胞发生凋亡是需 要这种核酸内切酶参与的。
研究历史及现状
Sydney Brenner H. Robert Horvitz John E. Sulston
2002年10月7日英国人悉尼·布雷诺尔、美国人 罗伯特·霍维茨和英国人约翰·苏尔斯顿, 因在器官发 育的遗传调控和细胞程序性死亡方面的研究获诺贝 尔生理与医学奖。
细胞凋亡的生理意义
apoptosis 概述
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。
研究历史及现状
apoptosis 概述
➢ 细胞凋亡的形态学及生物化学研究阶段： (1972-1987)
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。
也称为程序性细胞死亡
(programmed cell death，PCD)
apoptosis 概述
近年来细胞凋亡和 PCD常被做为同义词 使用，但有学者认为两者是不同的概念：
➢ 细胞凋亡是一个形态学概念，如染色质着 边及DNA梯状条带等；
apoptosis
Cell apoptosis and related diseases
第一节 概 述
• 细胞凋亡的概念 • 细胞凋亡与坏死的区别 • 研究历史及现状 • 细胞凋亡的生理意义
apoptosis
细胞凋亡的概念
apoptosis 概述
细胞凋亡（cell apoptosis）
是病理学家Kerr等人在1972年提出的 不同于坏死的细胞死亡的新概念。
apoptosis 概述
➢ 细胞凋亡的分子生物学研究阶段：(最近几年)
与细胞凋亡的相关基因及调控； 细胞凋亡的信号转导； 与细胞凋亡的各种分子及其相互作用及相互关系
➢ 细胞凋亡的临床应用基础研究阶段：
细胞凋亡的研究，其生命力在于最终能够有利于 疾病机制的阐明，以及新疗法的探索及问世。
apoptosis
body)
apoptosis
凋亡过程与调控
normal
blebbing condensation Budding margination
fragmentation apoptosis body
Morphological Changes during Apoptosis
apoptosis
凋亡过程与调控
左，正常胸腺细胞；右，凋亡胸腺细胞（注意凋亡小体）
二、凋亡时细胞的主要变化
• 细胞凋亡的生化改变 ➢ DNA的片段化断裂
激活的DNase的作用
➢ 蛋白质降解
激活的Caspases的作用
apoptosis
凋亡过程与调控
apoptosis
凋亡过程与调控
概述
执行凋亡的两个酶
apoptosis
凋亡过程与调控
➢ 确保正常发育、生长
清除多余的、失去功能价值的细胞
➢ 维持内环境稳定
清除受损、突变或衰老的细胞
➢ 发挥积极的防御功能
受病毒感染的细胞凋亡，阻止病毒的复制
apoptosis
凋亡过程与调控
第二节 细胞凋亡的过程与调控
• 细胞凋亡的大致过程 • 凋亡时细胞的主要变化 • 细胞凋亡的调控
一、细胞凋亡的大致过程
概述
在小鼠肌肉中生长的P815肿瘤细胞中因 缺血诱导的坏死, 示浓缩的染色质块的病 态的边缘、膨胀的线粒体和分解的膜。
概述
大鼠被阉割后2d 在前列腺中诱导的凋亡 示凋亡小体被吞噬。
apoptosis 概述
研究历史及现状
apoptosis 概述
➢ 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
➢ PCD是一个功能性概念，不一定有上述形 态学变化。
细胞凋亡与坏死的区别
apoptosis 概述
➢ 细胞坏死通常由严重损伤因素所致，如毒物 中毒、严重缺血、缺氧、强酸、强碱、强大 电流等，正常组织细胞不发生坏死。
➢ 细胞凋亡是一种生理性、主动的细胞死亡方 式，在许多方面与坏死有显著的差别。
apoptosis
无
Apoptosis
生理性或病理性，特异性 较弱刺激，非随机发生
主动过程，有新蛋白合成 耗能
胞膜及细胞器相对完整 细胞皱缩，核固缩
DNA片段化（180-200bp） 电泳呈“梯”状条带
溶酶体相对完整，局部 无炎症反应 有
有
apoptosis
Two Different Types of Cell Death