《细胞凋亡》PPT课件
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4.3 细胞凋亡是编程性死亡 课件(共17张PPT)浙科版(2019)必修一
单细胞生物
个体衰老与死亡＝细胞衰老与死亡
多细胞生物
个体衰老与死亡＝细胞衰老与死亡 细胞普遍衰老与死亡
细胞衰老的机制
原因：细胞衰老是各种细胞成分在受到内外环境损伤作用 后，因缺乏完善的修复，使遗传物质“差错”积累所致。
影响因素： （1）“端粒DNA”长度影响细胞增殖的次数。 （2）衰老相关基因的活化导致细胞衰老。 （3）细胞代谢产物（如脂褐质）的积累。 （4）自由基攻击生物体内的DNA、蛋白质、磷脂等。 （5）机体自我修复能力下降，遗传物质差错积累。
收缩、碎裂、溶解； 4.线粒体体积增大,数量减少； 5.细胞内多种酶的活性降低（水解酶除外）, 6.呼吸变慢。
衰老症状与原因分析
衰老症状
原因分析
皮肤干燥、发皱 细胞水分减少，体积减小
头发变白
细胞内的酶活性降低
老人斑性功能改变
细胞呼吸速度减慢
个体衰老与细胞衰老的关系
课后练习P121:DCAA 1.（1）分生区 （2）间期 DNA复制与相关蛋白质合成（3）中 期 后期 2.（1）10%盐酸 中期 少 可可碱抑制纺锤丝的形成
课后练习P128:DA
课后练习P1134:CBC 1.（1）增加 水解酶（蛋白酶和肽酶）（2）自噬体的产生量减少
14答案 (1)线粒体内膜 三 (2) 细胞质基质 ATP C－9酶前体转化为活 化的C－9酶 (3)编程性 基因 溶酶体
4.3细胞凋亡是编程性死亡
...
岁 月 的 痕 迹
衰老（老化）：通常指生物个体发育成熟后，随着年龄的增 加，机能减退，内环境稳定下降，趋向死亡的不可逆现象。
细胞衰老的特征
1.膜脂氧化导致细胞膜流动性降低，使物质运输功 能降低。
2.细胞质色素积累、空泡形成； 3.细胞核体积增大，染色加深，核膜内折，染色质
个体衰老与死亡＝细胞衰老与死亡
多细胞生物
个体衰老与死亡＝细胞衰老与死亡 细胞普遍衰老与死亡
细胞衰老的机制
原因：细胞衰老是各种细胞成分在受到内外环境损伤作用 后，因缺乏完善的修复，使遗传物质“差错”积累所致。
影响因素： （1）“端粒DNA”长度影响细胞增殖的次数。 （2）衰老相关基因的活化导致细胞衰老。 （3）细胞代谢产物（如脂褐质）的积累。 （4）自由基攻击生物体内的DNA、蛋白质、磷脂等。 （5）机体自我修复能力下降，遗传物质差错积累。
收缩、碎裂、溶解； 4.线粒体体积增大,数量减少； 5.细胞内多种酶的活性降低（水解酶除外）, 6.呼吸变慢。
衰老症状与原因分析
衰老症状
原因分析
皮肤干燥、发皱 细胞水分减少，体积减小
头发变白
细胞内的酶活性降低
老人斑性功能改变
细胞呼吸速度减慢
个体衰老与细胞衰老的关系
课后练习P121:DCAA 1.（1）分生区 （2）间期 DNA复制与相关蛋白质合成（3）中 期 后期 2.（1）10%盐酸 中期 少 可可碱抑制纺锤丝的形成
课后练习P128:DA
课后练习P1134:CBC 1.（1）增加 水解酶（蛋白酶和肽酶）（2）自噬体的产生量减少
14答案 (1)线粒体内膜 三 (2) 细胞质基质 ATP C－9酶前体转化为活 化的C－9酶 (3)编程性 基因 溶酶体
4.3细胞凋亡是编程性死亡
...
岁 月 的 痕 迹
衰老（老化）：通常指生物个体发育成熟后，随着年龄的增 加，机能减退，内环境稳定下降，趋向死亡的不可逆现象。
细胞衰老的特征
1.膜脂氧化导致细胞膜流动性降低，使物质运输功 能降低。
2.细胞质色素积累、空泡形成； 3.细胞核体积增大，染色加深，核膜内折，染色质
《细胞凋亡信号通路》课件
细胞增殖与细胞凋亡的平衡
研究细胞凋亡与细胞增殖之间的平衡关系，理解其在组织发育和肿瘤形成中的作用。
细胞凋亡与自噬的相互作用
探索细胞凋亡与自噬之间的相互影响，揭示其在维持细胞稳态和疾病发展中的作用。
细胞凋亡与细胞信号转导通路的关系
解析细胞凋亡与其他信号转导通路之间的联系和相互作用，为药物研发提供新的靶点。
01
02
03
肿瘤细胞通过抑制细胞凋亡信号通路，逃逸机体免疫监视，实现恶性增殖。
细胞凋亡信号通路的异常与肿瘤的发生、发展密切相关，为肿瘤的诊断和治疗提供了新的思路。
针对肿瘤细胞中细胞凋亡信号通路的异常，开发新型抗肿瘤药物和治疗策略，具有重要的临床意义。
神经退行性疾病如阿尔茨海默病、帕金森病等，其发病机制与细胞凋亡信号通路的异常密切相关。
神经元细胞的凋亡是神经退行性疾病发生发展的重要病理过程，对神经元细胞的保护和凋亡的抑制是治疗神经退行性疾病的重要方向。
研究细胞凋亡信号通路在神经退行性疾病中的作用，有助于深入理解疾病的发病机制，为治疗提供新的思路和方法。
心肌细胞的凋亡可以导致心肌功能减退、心室重构等病理改变，进一步加重心血管疾病的发展。
细胞凋亡的调控机制
CATALOGUE
03
基因突变与细胞凋亡
基因突变可以影响细胞凋亡的敏感性，一些基因的突变可以促进或抑制凋亡过程。
基因组稳定性与细胞凋亡
基因组的稳定性对于细胞的生存和凋亡具有重要意义，某些基因与维持基因组稳定性相关，从而影响细胞凋亡。
基因表达调控
基因表达的改变是细胞凋亡的重要调控方式之一，某些基因在凋亡过程中被激活或抑制，从而影响细胞命运。
线粒体通路概述：线粒体通路是一种由线粒体释放的凋亡相关分子介导的凋亡信号转导通路。当细胞受到某些刺激时，线粒体会释放出凋亡相关分子，如细胞色素C和Smac等，这些分子会进一步激活下游的caspase级联反应，导致细胞凋亡。
《细胞凋亡》幻灯片PPT
细胞坏死
apoptosis 概述
一般过程：因补体反响或烈性病毒感染破坏了质 膜，或者能量依赖性离子泵被破坏产生的钠钾等 离子沿着各自的浓度梯度进入细胞，从而导致细 胞吸水膨胀，最终破膜而死。
特征：线粒体膨胀，细胞骨架降解，溶酶体释放酶， 细胞核内染色质沉淀靠近核膜边，蛋白质合成下降， 由于膜破裂，出现炎症反响。
移，使骨架蛋白交联形成，有利于凋亡小体形成。
3〕激活核转录因子，加速细胞凋亡相关基因的转录。
4〕Ca 2+在ATP的配合下使DNA舒展，暴露出核小体之 间的连接区内的酶切位点。
apoptosis
〔二〕细胞凋亡信号的转导
多样性：不同种类的细胞有不同的信号转导系统
偶联性：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穿插、偶联。
apoptosis 概述
凋亡的病理意义
•器官功能障碍 •恶性肿瘤发生
apoptosis
细胞凋亡过程的三个阶段
• 诱导期 • 效应期 • 降解期
apoptosis
凋亡
诱导 +受体 因素
cAMP
死
Ca2+
亡
神经酰胺
信
〔第二信使〕 号
诱导期
Dnase激活 Caspases激活
降解期
凋亡相关基因激活
效应期 巨噬细胞吞噬 分解凋亡细胞
分布：造血细胞，上皮细胞，淋巴细胞等多 种瘤细胞
抗凋亡机制： •直接抗氧化 •抑制线粒体释放促凋亡蛋白质 •抑制凋亡调节蛋白对细胞的毒作用 •抑制凋亡蛋白酶的激活
P53基因
wtP53
修复受损的DNA，如修复失败那么诱导细胞
凋亡
射线，毒素
细胞凋亡的分子机制PPT课件
• PT孔道作为许多生理效应的感受器，整合了电 生理、氧化还原与细胞代谢状态的信息
• PT孔道的组成成分ADP-ATP在提示能量代谢的 重要分子，其表达有严格的组织专一性
• PT孔道的作用有自放大效应
2021
25
The Molecular Mechanisms Of Apoptosis
细胞凋亡的分子机制
有证据表明，Ca2+浓度的升高引起细胞凋亡并 非是普遍现象，因此，可能起决定作用的因素 是维系某一细胞生存的Ca2+浓度的失衡亡
• PKA和PKC是体内主要催化蛋白质磷酸化的激酶
• PKA受cAMP激活，PKC的直接活化分子是DAG
• PKC促进细胞凋亡的机制可能与PKC的活化可激 活离子通道，使G蛋白发生磷酸化，导致GP活 化或表达的下调，引起cAMP水平升高有关
• 不同的PKC同工酶在凋亡调节中担负着不同的功 能
2021
13
（2）酶蛋白信号途径与细胞凋亡
Ras-MAPK 途径与细 胞凋亡信 号的传导
Activation of the MAPK-signalling pathway.
2021
14
（2）酶蛋白信号途径与细胞凋亡
• Ras-MAPK 途径与细 胞凋亡信 号的传导
• 第一信使系统与细胞膜结核并作用以后，可与 细胞内的激素受体相作用，或刺激第二信使系
统，如Ca2+、cAMP等
• 通过共同通道改变某些基因的表达，导致细胞 凋亡的发生
2021
6
2、调控细胞凋亡的传统信号途径
（1）G结合蛋白（GBP/GRP/GP）信号 途径与细胞凋亡
G结合蛋白信号途径是由GBP、G蛋白偶 联受体（GpCR）、腺苷酸环化酶（AC） 三部分组成
• PT孔道的组成成分ADP-ATP在提示能量代谢的 重要分子，其表达有严格的组织专一性
• PT孔道的作用有自放大效应
2021
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The Molecular Mechanisms Of Apoptosis
细胞凋亡的分子机制
有证据表明，Ca2+浓度的升高引起细胞凋亡并 非是普遍现象，因此，可能起决定作用的因素 是维系某一细胞生存的Ca2+浓度的失衡亡
• PKA和PKC是体内主要催化蛋白质磷酸化的激酶
• PKA受cAMP激活，PKC的直接活化分子是DAG
• PKC促进细胞凋亡的机制可能与PKC的活化可激 活离子通道，使G蛋白发生磷酸化，导致GP活 化或表达的下调，引起cAMP水平升高有关
• 不同的PKC同工酶在凋亡调节中担负着不同的功 能
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（2）酶蛋白信号途径与细胞凋亡
Ras-MAPK 途径与细 胞凋亡信 号的传导
Activation of the MAPK-signalling pathway.
2021
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（2）酶蛋白信号途径与细胞凋亡
• Ras-MAPK 途径与细 胞凋亡信 号的传导
• 第一信使系统与细胞膜结核并作用以后，可与 细胞内的激素受体相作用，或刺激第二信使系
统，如Ca2+、cAMP等
• 通过共同通道改变某些基因的表达，导致细胞 凋亡的发生
2021
6
2、调控细胞凋亡的传统信号途径
（1）G结合蛋白（GBP/GRP/GP）信号 途径与细胞凋亡
G结合蛋白信号途径是由GBP、G蛋白偶 联受体（GpCR）、腺苷酸环化酶（AC） 三部分组成
《研究生细胞凋亡》PPT课件
死亡的细胞，将所包含的完整细胞器和核碎片等细胞
内 容 物 以 细 胞 质 膜 包 被 成 凋 亡 小 体 (apoptosis
bodies）释放到细胞外。凋亡小体之ห้องสมุดไป่ตู้在体积上差异
很大，与细胞产生的凋亡小体数目和细胞的大小有关。
凋亡小体很快被周围邻近间质细胞或巨噬细胞吞噬，
而不引起周围组织的炎症反应。
3 细胞凋亡异常可引起肿瘤和神经退行性病变等疾病。
第二节 与细胞凋亡有关的基因和蛋白质
一、半胱天冬酶（胱冬酶，caspase，天冬氨酸特 异 性 半 胱 氨 酸 蛋 白 酶 ， cysteine-containing aspartate-specific protease)
Caspase的含义表现在两个方面（１）它们 为半胱氨酸蛋白酶类，并且把半胱氨酸作为 对底物裂解时的亲核基团，（２）它们为天 冬氨酸蛋白酶类，切割天冬氨酸的羧基与下 一个氨基酸的氨基形成的肽键。
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6
细胞凋亡的分子生物学研究阶段，最近 几年研究热点 1）与细胞凋亡的相关基因及调控 2）细胞凋亡的信号转导 3）与细胞凋亡的各种分子及其相互作用 及相互关系 4) 细胞凋亡的临床应用基础研究阶段
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7
第一节 概述
一、细胞凋亡概念和特征
细胞的生长、增殖、分化和死亡是细胞的4大 特点，细胞死亡分为细胞凋亡和细胞坏死。细胞 凋亡是细胞主动的，在基因严格调控下的细胞 “自杀”行为，也称为细胞程序性死亡 （programmed cell death, PCD）,与细胞坏 死不同。
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5
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。
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通过Ca2+信号系统 传递死亡信号
神经酰胺途径 降解H1组蛋白暴露 诱导细胞凋亡 DNase的酶切位点
1.Fas蛋白/Fas配体信号系统
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19
（2）死亡受体的激活
死亡受体是一组TNF受体基因超家族 的成员，包括Fas、TNFR1和死亡受体 3-5等。是一组膜蛋白，与相应配体（凋 亡信号）结合后即触发凋亡过程。
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20
（3）线粒体结构和功能的改变
凋亡诱导因素
（通透性转换孔）（凋亡蛋白酶激活因子）
线粒体 跨膜电
２.细胞凋亡的生化改变
和凋亡有关的两个酶
Dnase
作用：切割染色质DNA（核小体连接区）形成180～ 200bp或成倍数的几个核小体长短的DNA片段
特点：Ca 2+－ Mg2+依赖，Zn2+能抑制其活 性Caspases
作用：灭活凋亡抑制物 水解蛋白质结构，形成凋亡小体 水解凋亡相关活性蛋白
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睾丸酮不足
前列腺上皮
促肾上腺皮质激素不足 肾上腺皮质细胞
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16
（一）凋亡信号
2.病理性凋亡信号
apoptosis
生物学因素：细菌、病毒等 理化因素：高温、射线、强酸、强碱、抗癌药物等
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17
病理性凋亡信号诱导细胞凋亡的环节
（1）氧化应激的作用 （2）死亡受体的激活 （3）线粒体结构和功能的改变
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功能
•确保正常发育、生长
•维持内环境稳定 •发挥积极的防御功能
apoptosis 概述
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凋亡的病理意义
•器官功能障碍 •恶性肿瘤发生
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7
apoptosis
细胞凋亡过程的三个阶段
• 诱导期 • 效应期 • 降解期
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apoptosis
凋亡
诱导 +受体 因素
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4
细胞凋亡与坏死的区别
— ——————坏——死 ——————— —— —— —凋— —亡— —— —— ——————————
1.性质
病理性，非特异性
生理性或病理性，特异性
2.诱导因素 强烈刺激，随机发生
较弱刺激，非随机发生
3.生化特点 被动过程，无新蛋白合成， 主动过程，有新蛋白合成，
cAMP
死
Ca2+
亡
神经酰胺
信
（第二信使） 号
诱导期
Dnase激活 Caspases激活
凋亡相关基因激活 效应期
降解期
巨噬细胞吞噬 分解凋亡细胞
凋亡过程 精选课件ppt
9
凋亡诱导因素 +
受体
apoptosis
细胞膜
cAMP Ca2+ 神经酰胺
死亡信号
诱 导 期
效应期
细胞核
Dnase激活
Caspases激活
位↓
线粒体 Cyt.C,Apaf,
PTP开放
等释放
凋亡诱导因子（AIF） 激活Caspases
潜在Dnase
活化Dnase
细胞凋亡
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钙稳态失衡
1）激活Dnase 2）激活谷氨酰胺转移酶，催化细胞内肽链间的酰基转
移，使骨架蛋白交联形成，有利于凋亡小体形成。 3）激活核转录因子，加速细胞凋亡相关基因的转录。
不耗能
耗能
4.形态变化 细胞结构全面溶解、破坏、 胞膜及细胞器相对完整
细胞肿胀
细胞皱缩，核固缩
5.DNA电泳 弥散性降解，电泳呈均一
DNA片段化（180-200bp），
DNA片状
电泳呈“梯”状条带
6.炎症反应 溶酶体破裂，局部炎症反应 溶酶体相对完整，局部无
炎症反应
7.凋亡小体 无
有
8.基因—调—控 —无—————————有———————
14
二、细胞凋亡的调控
凋亡信号 细胞凋亡信号的转导 细胞凋亡的执行 细胞凋亡基因调控 吞噬细胞对凋亡细胞的识别与吞噬
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（一）凋亡信号
apoptosis
１.生理性凋亡信号
（1）某些激素和细胞因子的直接作用：
糖皮质激素
淋巴细胞
TNF
多细胞
谷氨酸
皮质神经元
（2）某些激素和细胞因子的间接作用：
4）Ca 2+在ATP的配合下使DNA舒展，暴露出核小体之 间的连接区内的酶切位点。
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apoptosis
（二）细胞凋亡信号的转导
多样性：不同种类的细胞有不同的信号转导系统
偶联性：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。
同一性：不同的凋亡诱导因素可通过同一信号转导 途径触发凋亡。
多途性：同一凋亡诱导因素可通过多条信号转导 途径触发凋亡。
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23
凋亡的信号转导
Fas是跨膜蛋白，为TNF受体家族，
1.Fas/FasL信号系统 与T细胞上的FasL结合，启动凋亡
死亡受体介导的凋亡通路
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24
Fas配体或抗Fas抗体与Fas蛋白结合
神经鞘磷脂 酶活性↑
激活ICE样 的caspase
凋亡过程 精选课件ppt
10
Caspases激活 Dnase激活 降解期
凋亡过程Ⅱ
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apoptosis
11
apoptosis
凋亡时细胞的主要变化 • 形态学改变 • 生化改变
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12
１. 细胞凋亡的形态学改变
apoptosis
空泡化
固缩
出芽
边集
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凋亡小体
13
apoptosis
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3
细胞坏死
apoptosis 概述
一般过程：因补体反应或烈性病毒感染破坏了质 膜，或者能量依赖性离子泵被破坏产生的钠钾等 离子沿着各自的浓度梯度进入细胞，从而导致细 胞吸水膨胀，最终破膜而死。
特征：线粒体膨胀，细胞骨架降解，溶酶体释放酶， 细胞核内染色质沉淀靠近核膜边，蛋白质合成下降， 由于膜破裂，出现炎症反应。
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18
（1）氧化应激的作用
1）引起DNA损伤可激活P53基因导致细胞凋亡。 2）引起DNA损伤可活化多聚ADP核糖合成酶，
引起NAD快速消耗，ATP大量消耗，引发细 胞凋亡。 3）引发脂质过氧化反应，直接造成细胞膜损伤 可诱导细胞凋亡。 4）激活核酸内切酶。 5）引起细胞膜通透性增高（ Ca 2+内流增加） 和线粒体膜损伤 6）活化核转录因子，可加速凋亡相关基因的表达。
第八章 第二节 细胞凋亡异常与疾病
细胞凋亡的概述 细胞凋亡的调控 细胞凋亡调控异常与疾病 调控细胞凋亡与疾病的防治
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1
一、细胞凋亡的概述
• 定义 • 与坏死的区别 • 细胞凋亡过程
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2
Apoptosis
apoptosis 概述
由体内外因素触发细胞内预存的 死亡程序而导致的细胞主动死亡过程， 是程序性细胞死亡的形式之一。