精选分子生物学细胞凋亡资料PPT课件
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细胞凋亡 Apoptosis
1
第一部分
整体概述
THE FIRST PART OF THE OVERALL OVERVIEW, PLEASE SUMMARIZE THE CONTENT
2
主要内容
n 概述 n 细胞凋亡的形态学变化和生化改变 n 细胞凋亡的过程与调控 n 细胞凋亡的发生机制 n 细胞凋亡在疾病防治中的意义
22
23
24
（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。
25
n 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
n PCD发生时间:1h 左右 n 参与线虫PCD的基因，目前已知的有14个
2.诱 因 强烈刺激，随机发生 较弱刺激，非随机发生
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
20
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
(针对自身抗原T细胞的清除、子宫内膜周期性剥脱)
PCD）是一种基因指导的细胞自我消亡方式。
n PCD和细胞凋亡的区别在以下方面： n PCD是功能性概念，凋亡是形态学概念。 n 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。 n PCD存在于胚胎发育过程中。
19
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
7
n 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。
n 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
n
2001，10，1 试作
5
一、概述
6
（一）细胞凋亡研究简史
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
Sydney Brenner H. Robert Horvitz John E. Sulston 9
THE NOBEL DIPlOMA
10
2002年诺贝尔医学与生理学颁奖仪式，瑞典斯德哥尔 摩音乐厅。
11
Sydney Brenner receiving his Nobel Prize from His Majesty the King at the Stockholm Concert Hall. Photo: Hans Mehlin, Nobel e-Museum
n 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。
n 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
3
细胞凋亡（科普诗）
n 似秋叶的凋零， n 告别生命之辉煌； n 那难以计数的攻击、诱导， n 轻启着道道程序， n 逼细胞步步走向生命的末端； n 啊，活性氧处处肆虐， n 钙波涛惊石裂岸， n 线粒体把生命之光一点一点拧淡;
4
n 危难中的细胞啊， n 你沉稳不乱， n DNA片片切割， n 化云梯直通天堂； n 细胞体分团相聚， n 把生命的凝重浓集在小体上； n 分别了朝夕相处的伙伴， n 再见了快乐美好的时光； n 这一切的一切又融入临近的胞体， n 腾出的空间再写生命的篇章。
n 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。
8
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。
26
经典凋亡模型
27
Apoptosis is all around us
28
29
30
（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)
31
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
•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
• 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 17
凋亡
18
3.细胞程序性死亡
n 细胞程序性死亡（programmed cell death，
12
Leabharlann Baidu
（二）细胞死亡的方式
n 细胞坏死 n 细胞凋亡 n 细胞程序性死亡
13
1.细胞坏死(necrosis)
n 是细胞受到急性强力伤害时立即出现的反应 n 早期表现为细胞膜破坏，线粒体肿胀 n 溶酶体破裂,细胞内容物流出, 引起炎症
14
坏死
15
坏死炎细胞浸润
16
2.细胞凋亡(apoptosis)
凋亡
细胞皱缩，核固缩 胞膜/细胞器相对完整
有 片段化（180-200bp） 电泳呈“梯”状条带
相对完整 局部无炎症反应
21
n 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。
n 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。
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第一部分
整体概述
THE FIRST PART OF THE OVERALL OVERVIEW, PLEASE SUMMARIZE THE CONTENT
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主要内容
n 概述 n 细胞凋亡的形态学变化和生化改变 n 细胞凋亡的过程与调控 n 细胞凋亡的发生机制 n 细胞凋亡在疾病防治中的意义
22
23
24
（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。
25
n 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
n PCD发生时间:1h 左右 n 参与线虫PCD的基因，目前已知的有14个
2.诱 因 强烈刺激，随机发生 较弱刺激，非随机发生
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
20
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
(针对自身抗原T细胞的清除、子宫内膜周期性剥脱)
PCD）是一种基因指导的细胞自我消亡方式。
n PCD和细胞凋亡的区别在以下方面： n PCD是功能性概念，凋亡是形态学概念。 n 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。 n PCD存在于胚胎发育过程中。
19
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
7
n 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。
n 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
n
2001，10，1 试作
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一、概述
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（一）细胞凋亡研究简史
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
Sydney Brenner H. Robert Horvitz John E. Sulston 9
THE NOBEL DIPlOMA
10
2002年诺贝尔医学与生理学颁奖仪式，瑞典斯德哥尔 摩音乐厅。
11
Sydney Brenner receiving his Nobel Prize from His Majesty the King at the Stockholm Concert Hall. Photo: Hans Mehlin, Nobel e-Museum
n 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。
n 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
3
细胞凋亡（科普诗）
n 似秋叶的凋零， n 告别生命之辉煌； n 那难以计数的攻击、诱导， n 轻启着道道程序， n 逼细胞步步走向生命的末端； n 啊，活性氧处处肆虐， n 钙波涛惊石裂岸， n 线粒体把生命之光一点一点拧淡;
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n 危难中的细胞啊， n 你沉稳不乱， n DNA片片切割， n 化云梯直通天堂； n 细胞体分团相聚， n 把生命的凝重浓集在小体上； n 分别了朝夕相处的伙伴， n 再见了快乐美好的时光； n 这一切的一切又融入临近的胞体， n 腾出的空间再写生命的篇章。
n 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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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)
31
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
•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
• 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 17
凋亡
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3.细胞程序性死亡
n 细胞程序性死亡（programmed cell death，
12
Leabharlann Baidu
（二）细胞死亡的方式
n 细胞坏死 n 细胞凋亡 n 细胞程序性死亡
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1.细胞坏死(necrosis)
n 是细胞受到急性强力伤害时立即出现的反应 n 早期表现为细胞膜破坏，线粒体肿胀 n 溶酶体破裂,细胞内容物流出, 引起炎症
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坏死
15
坏死炎细胞浸润
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2.细胞凋亡(apoptosis)
凋亡
细胞皱缩，核固缩 胞膜/细胞器相对完整
有 片段化（180-200bp） 电泳呈“梯”状条带
相对完整 局部无炎症反应
21
n 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。
n 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。