(推荐)分子生物学--细胞凋亡
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PCD和细胞凋亡的区别在以下方面： PCD是功能性概念，凋亡是形态学概念。 大多数PCD的最终结果是细胞凋亡，但细胞凋亡
并非都是程序化的。 PCD存在于胚胎发育过程中。
18
细胞凋亡与细胞坏死的比较(一)
1.性 质
坏死
病理性，非特异性
凋亡
生理性/病理性，特异性
2.诱 因 强烈刺激，随机发生 较弱刺激，非随机发生
Sydney Brenner H. Robert Horvitz John E. Sulston 8
THE NOBEL DIPlOMA
9
2002年诺贝尔医学与生理学颁奖仪式， receiving his Nobel Prize from His Majesty the King at the Stockholm Concert Hall. Photo: Hans Mehlin, Nobel e-Museum
(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
31
二、细胞凋亡的形态学 变化和生化改变
32
（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)
4．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。
7
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，因在细胞程序性死亡方面的研 究获诺贝尔诺贝尔生理与医学奖。
他们不但发现在生物的器官发育过程中存在细胞程 序性死亡，而且阐明了细胞程序性死亡过程中的基因规律。
21
22
23
（三）线虫(C.elegant)中的细胞程序性死亡
隐杆秀丽线虫 （Caenorhabditis elegans, C elegans） 低等蠕虫，虫体透明， 易于观察体内细胞形态 的变化。
24
线虫: 成体959个细胞, 但在发育过程中有 131个细胞会注定发生PCD
PCD发生时间:1h 左右 参与线虫PCD的基因，目前已知的有14个
3.基因调控 4.生化特点
无
被动过程 无新蛋白合成
不耗能
有
主动过程 有新蛋白合成
耗能
19
细胞凋亡与细胞坏死的比较(二)
坏死
5.形态改变
细胞肿胀 结构溶解，破坏
6.凋亡小体
无
7.DNA变化
弥散性降解 电泳呈均一片状
8.溶酶体改变
破裂
9.炎症反应 局部炎症反应
凋亡
细胞皱缩，核固缩 胞膜/细胞器相对完整
3
危难中的细胞啊， 你沉稳不乱， DNA片片切割， 化云梯直通天堂； 细胞体分团相聚， 把生命的凝重浓集在小体上； 分别了朝夕相处的伙伴， 再见了快乐美好的时光； 这一切的一切又融入临近的胞体， 腾出的空间再写生命的篇章。
2001，10，1 试作
4
一、概述
5
（一）细胞凋亡研究简史
6
2．细胞凋亡的形态学及生物化学研究阶段：（19721987） 1977年:人们注意到在生理或病理性刺激条件下，淋巴 细胞发育过程中的凋亡现象。
1980年:Wyllie研究胸腺细胞在糖皮质激素作用下引致的 细胞凋亡变化，总结并建立了细胞凋亡的共同形态学特 征，包括核固缩和DNA降解成寡核苷酸片段等
3．细胞凋亡的分子生物学研究阶段，最近几年 1989年: 0wen及其研究小组在研究胸腺细胞阴性选择过 程中证明了信号传递物质对PCD的调控作用。
1991年:Ellis首先发现了线虫(C.elegans)体内Ced-3、4两 个基因与PCD的发生密切相关，随后逐渐发现了多种参 与PCD的正相调节基因和负相调节基因
有 片段化（180-200bp） 电泳呈“梯”状条带
相对完整 局部无炎症反应
20
细胞凋亡的特征是细胞由于降解酶，主要是水 解酶（蛋白酶与核酸酶）的作用，在近乎正常 的细胞质膜内趋向死亡。这与坏死时细胞质膜 早期破损不同。
在细胞凋亡过程中，质膜脂双层丧失二侧不对 称性，磷脂酰丝氨酸暴露于细胞表面，从而导 致被吞噬。
细胞凋亡 Apoptosis
1
主要内容
概述 细胞凋亡的形态学变化和生化改变 细胞凋亡的过程与调控 细胞凋亡的发生机制 细胞凋亡在疾病防治中的意义
2
细胞凋亡（科普诗）
似秋叶的凋零， 告别生命之辉煌； 那难以计数的攻击、诱导， 轻启着道道程序， 逼细胞步步走向生命的末端； 啊，活性氧处处肆虐， 钙波涛惊石裂岸， 线粒体把生命之光一点一点拧淡;
• 细胞凋亡的特点： ①细胞通过出芽的方式形成许多凋亡小体； ②凋亡小体内有结构完整的细胞器； ③溶酶体活性不增加 ④内切酶活化，DNA片断化，凝胶电泳图谱呈梯
状 16
凋亡
17
3.细胞程序性死亡
细胞程序性死亡（programmed cell death，
PCD）是一种基因指导的细胞自我消亡方式。
25
经典凋亡模型
26
Apoptosis is all around us
27
28
29
（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 多余细胞的具清备除复杂结构的组织器官)
30
生理性细胞凋亡的作用
2. 维持内环境的稳定
清除受损、衰老和突变的细胞
11
（二）细胞死亡的方式
细胞坏死 细胞凋亡 细胞程序性死亡
12
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
13
坏死
14
坏死炎细胞浸润
15
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
1． 凋亡概念的形成
• 细胞凋亡(apoptosis)，是1972年由Kerr等建 议用来描述伴随细胞死亡的一系列形态学上固定 的变化形式的。
• “凋亡”一词来自希腊语，apo意为“分离”， ptosis指花瓣或树叶的脱落，
• “凋亡”是由这两个词组合而成，意指细胞凋亡 的形态类似秋天花瓣或树叶的凋落一样
并非都是程序化的。 PCD存在于胚胎发育过程中。
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细胞凋亡与细胞坏死的比较(一)
1.性 质
坏死
病理性，非特异性
凋亡
生理性/病理性，特异性
2.诱 因 强烈刺激，随机发生 较弱刺激，非随机发生
Sydney Brenner H. Robert Horvitz John E. Sulston 8
THE NOBEL DIPlOMA
9
2002年诺贝尔医学与生理学颁奖仪式， receiving his Nobel Prize from His Majesty the King at the Stockholm Concert Hall. Photo: Hans Mehlin, Nobel e-Museum
(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
31
二、细胞凋亡的形态学 变化和生化改变
32
（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)
4．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。
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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，因在细胞程序性死亡方面的研 究获诺贝尔诺贝尔生理与医学奖。
他们不但发现在生物的器官发育过程中存在细胞程 序性死亡，而且阐明了细胞程序性死亡过程中的基因规律。
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（三）线虫(C.elegant)中的细胞程序性死亡
隐杆秀丽线虫 （Caenorhabditis elegans, C elegans） 低等蠕虫，虫体透明， 易于观察体内细胞形态 的变化。
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线虫: 成体959个细胞, 但在发育过程中有 131个细胞会注定发生PCD
PCD发生时间:1h 左右 参与线虫PCD的基因，目前已知的有14个
3.基因调控 4.生化特点
无
被动过程 无新蛋白合成
不耗能
有
主动过程 有新蛋白合成
耗能
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细胞凋亡与细胞坏死的比较(二)
坏死
5.形态改变
细胞肿胀 结构溶解，破坏
6.凋亡小体
无
7.DNA变化
弥散性降解 电泳呈均一片状
8.溶酶体改变
破裂
9.炎症反应 局部炎症反应
凋亡
细胞皱缩，核固缩 胞膜/细胞器相对完整
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危难中的细胞啊， 你沉稳不乱， DNA片片切割， 化云梯直通天堂； 细胞体分团相聚， 把生命的凝重浓集在小体上； 分别了朝夕相处的伙伴， 再见了快乐美好的时光； 这一切的一切又融入临近的胞体， 腾出的空间再写生命的篇章。
2001，10，1 试作
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一、概述
5
（一）细胞凋亡研究简史
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2．细胞凋亡的形态学及生物化学研究阶段：（19721987） 1977年:人们注意到在生理或病理性刺激条件下，淋巴 细胞发育过程中的凋亡现象。
1980年:Wyllie研究胸腺细胞在糖皮质激素作用下引致的 细胞凋亡变化，总结并建立了细胞凋亡的共同形态学特 征，包括核固缩和DNA降解成寡核苷酸片段等
3．细胞凋亡的分子生物学研究阶段，最近几年 1989年: 0wen及其研究小组在研究胸腺细胞阴性选择过 程中证明了信号传递物质对PCD的调控作用。
1991年:Ellis首先发现了线虫(C.elegans)体内Ced-3、4两 个基因与PCD的发生密切相关，随后逐渐发现了多种参 与PCD的正相调节基因和负相调节基因
有 片段化（180-200bp） 电泳呈“梯”状条带
相对完整 局部无炎症反应
20
细胞凋亡的特征是细胞由于降解酶，主要是水 解酶（蛋白酶与核酸酶）的作用，在近乎正常 的细胞质膜内趋向死亡。这与坏死时细胞质膜 早期破损不同。
在细胞凋亡过程中，质膜脂双层丧失二侧不对 称性，磷脂酰丝氨酸暴露于细胞表面，从而导 致被吞噬。
细胞凋亡 Apoptosis
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主要内容
概述 细胞凋亡的形态学变化和生化改变 细胞凋亡的过程与调控 细胞凋亡的发生机制 细胞凋亡在疾病防治中的意义
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细胞凋亡（科普诗）
似秋叶的凋零， 告别生命之辉煌； 那难以计数的攻击、诱导， 轻启着道道程序， 逼细胞步步走向生命的末端； 啊，活性氧处处肆虐， 钙波涛惊石裂岸， 线粒体把生命之光一点一点拧淡;
• 细胞凋亡的特点： ①细胞通过出芽的方式形成许多凋亡小体； ②凋亡小体内有结构完整的细胞器； ③溶酶体活性不增加 ④内切酶活化，DNA片断化，凝胶电泳图谱呈梯
状 16
凋亡
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3.细胞程序性死亡
细胞程序性死亡（programmed cell death，
PCD）是一种基因指导的细胞自我消亡方式。
25
经典凋亡模型
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Apoptosis is all around us
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（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 多余细胞的具清备除复杂结构的组织器官)
30
生理性细胞凋亡的作用
2. 维持内环境的稳定
清除受损、衰老和突变的细胞
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（二）细胞死亡的方式
细胞坏死 细胞凋亡 细胞程序性死亡
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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
13
坏死
14
坏死炎细胞浸润
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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
1． 凋亡概念的形成
• 细胞凋亡(apoptosis)，是1972年由Kerr等建 议用来描述伴随细胞死亡的一系列形态学上固定 的变化形式的。
• “凋亡”一词来自希腊语，apo意为“分离”， ptosis指花瓣或树叶的脱落，
• “凋亡”是由这两个词组合而成，意指细胞凋亡 的形态类似秋天花瓣或树叶的凋落一样