细胞凋亡检测技术
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2)蛋白质的降解
凋亡蛋白酶激活，水解细胞的蛋白质结构，导致细 胞解体并形成凋亡小体、水解相关活性蛋白，从而 使该蛋白获得或丧失某种生物学功能。
细胞凋亡与细胞坏死在生物化学上的区别
细胞凋亡
细胞坏死
生理因素诱导
非生理因素造成的意 外损伤
受大分子合成和激活过程的严 离子稳态调节丧失 格调控
需要能量 需要大分子合成
不需要能量
不需要核酸和蛋白质 的合成
有新基因从头转录
没有新基因转录
染色质非随机降解为DNA“梯带”染色质DNA随机降 解
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
四、细胞凋亡的过程与调控 (一)凋亡的四个阶段：
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
凋
亡
诱 导
+ 受体
因
素
cAMP
死
Ca2+ 神经酰胺
亡 信 号
凋 亡 基 DNase激活 巨噬细胞吞噬 因 Caspase激活 分解凋亡细胞 激 活
细胞因子：IL-2、神经营养因子 激素：ACTH、睾丸酮、雌激素等 二价金属阳离子：Zn2+ 药物：苯巴比妥、半胱氨酸蛋白酶抑制剂、中性 氨基酸 病毒：EB病毒、牛痘病毒CrmA
2 .细胞凋亡信号转导
凋亡信号转导系统是连接凋亡诱导因素与核DNA片段化 断裂及细胞结构蛋白降解的中间环节。 凋亡信号转导系统的特点： ①多样性：不同种类细胞有不同系统 ②耦联性：凋亡与增殖分化系统在某些环节交、耦联， 同一因素既可引起凋亡也可引起增殖 ③同一性：不同凋亡诱导因素可通过同一信号转导系统 ④多途性：同一凋亡诱导因素可通过不同信号转导系统
（二）细胞凋亡的调控
1 . 细胞凋亡的相关因素
（1） 诱导性因素 激素和生长因子失衡：缺乏（IL-2↓，淋巴细胞凋
亡）或过多（糖皮质激素↑，淋巴细胞凋亡） 理化因素：射线、高温、强酸、强碱、乙醇、抗癌
药物等 免疫性因素：如，CTL分泌粒酶→靶细胞凋亡 微生物因素：细菌、病毒及毒素。（HIV）
（2）抑制性因素：
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，前者包括Ced-2、p53、c‐myc、 Fas 、 糖 皮 质 激 素 受 体 及 白 细 胞 介 素 1β 转 化 (ICE〉等基因，后者则有Ced-9、bcl-2、p53等 基因.
细胞凋亡及检测技术
第一节 概 述
一、细胞凋亡的概念
细胞凋亡(apoptosis〉，这是1972年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。细胞在一定的生理或病理条件下，遵 循自身的程序，自己结束其生命的过程，最后细胞 脱落离体或裂解为若干凋亡小体(apoptotic bodies〉，而被其他细胞吞噬。“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。
光镜下：凋亡小体外被以胞膜，圆形或卵圆形，胞 浆浓缩，强嗜酸性，可有可无固缩深染的核碎片。
细胞凋亡与细胞坏死在形态学上的差别
细胞凋亡
细胞坏死
单细胞丢失
细胞成群丢失
细胞膜发泡但仍完整,细胞膜内 细胞膜不完整,细胞
陷将细胞分割成凋亡小体
肿胀、溶解
不发生炎症反应
发生严重炎症反应
被临近正常细胞或吞噬细胞吞 被巨噬细胞吞噬
三、细胞凋亡的特征
细胞凋亡与细胞坏死虽然都是细胞死亡， 但细胞凋亡的形态及生化特征与坏死性 细胞死亡的特点则不同
（一）细胞凋亡的形态学改变： 组织内单个细胞或小团细胞的死亡 不引发细胞自溶，也不引起炎症反应
电镜下可见：凋亡细胞固缩 胞浆致密，细胞器密集、退变 核染色质致密，聚集于核膜处 胞核裂解，胞浆形成多发性芽突 凋亡小体形成
2．cAMP/PKA信号系统（cAMP为第二信使）
依据： ①双丁酰cAMP可引起培养的髓样白血病细胞及胸腺 细胞凋亡 ②糖皮质激素使cAMP上升 cAMP↑→激活PKA→使靶蛋白某些氨基酸（苏、丝 AA）残基磷酸化→改变蛋白质功能
3．Fas蛋白/Fas配体信号系统
1972年:Kerr等首次提出了细胞凋亡的概 念，从形态学角度描述细胞的生理死亡，并认 为这是维持组织细胞动力学平衡的一种基本生 物学现象，可能具有十分重要的生物学意义。
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。并 认为这是维持组织细胞动力学平衡的一种基本
生物学现象，可能具有十分重要的生物学意义。
二、研究简史
半个世纪前:人们就观察到在生物的发生、 生长、发育以及衰老过程中，一直伴随着组织 细胞的生理自发退化死亡现象.
1965年:发育生物学家Lockshin和Williams 首先提出了PCD（程序化死亡）一词，用于描 述蛾的发育过程，认为随着成年蛾的出现，其 幼虫死亡是一种发育调节性死亡。
噬
溶酶体裂解
溶酶体完整
染色质凝集成块、
染色质均一凝集
不均一
细胞坏死时核的变化
细胞坏死时的炎症反应
(二)细胞凋亡的生化改变：凋亡过程中出现的生化 改变以DNA的片段化及蛋白质的降解最为重要。
1)DNA的片段化 组成染色质的DNA链被激活的核 酸内切酶切割，可形成180—200bp或其整倍数的 片段，电泳中呈特征灶的“梯”状条带，这是判断 凋亡发生的客 观指标之一。
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。
1989年: 0wen及其研究小组在研究胸腺细胞阴 性选择过程中，发现T细胞受体(TCR)与自身抗原 相互作用与未成熟T细胞的PCD发生有关，并在体 外证实剌激CD3分子可诱导未成熟T细胞PCD的发 生。证明了信号传递物质对PCD的调控作用。
研究较多的系统：
1．胞内Ca2+信号系统（Ca2+为第二信使）
依据： ①细胞凋亡时胞内游离Ca2+浓度显著上升 ②用Ca2+载体A23187人为升高B淋巴细胞Ca2+水 平，B淋巴细胞凋亡 ③用Ca2+络合剂降低胞内Ca2+水平，阻止细胞凋亡
激活Ca2+依赖谷氨酰胺转移酶 Ca2+↑
活化核转录因子
凋亡蛋白酶激活，水解细胞的蛋白质结构，导致细 胞解体并形成凋亡小体、水解相关活性蛋白，从而 使该蛋白获得或丧失某种生物学功能。
细胞凋亡与细胞坏死在生物化学上的区别
细胞凋亡
细胞坏死
生理因素诱导
非生理因素造成的意 外损伤
受大分子合成和激活过程的严 离子稳态调节丧失 格调控
需要能量 需要大分子合成
不需要能量
不需要核酸和蛋白质 的合成
有新基因从头转录
没有新基因转录
染色质非随机降解为DNA“梯带”染色质DNA随机降 解
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
四、细胞凋亡的过程与调控 (一)凋亡的四个阶段：
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
凋
亡
诱 导
+ 受体
因
素
cAMP
死
Ca2+ 神经酰胺
亡 信 号
凋 亡 基 DNase激活 巨噬细胞吞噬 因 Caspase激活 分解凋亡细胞 激 活
细胞因子：IL-2、神经营养因子 激素：ACTH、睾丸酮、雌激素等 二价金属阳离子：Zn2+ 药物：苯巴比妥、半胱氨酸蛋白酶抑制剂、中性 氨基酸 病毒：EB病毒、牛痘病毒CrmA
2 .细胞凋亡信号转导
凋亡信号转导系统是连接凋亡诱导因素与核DNA片段化 断裂及细胞结构蛋白降解的中间环节。 凋亡信号转导系统的特点： ①多样性：不同种类细胞有不同系统 ②耦联性：凋亡与增殖分化系统在某些环节交、耦联， 同一因素既可引起凋亡也可引起增殖 ③同一性：不同凋亡诱导因素可通过同一信号转导系统 ④多途性：同一凋亡诱导因素可通过不同信号转导系统
（二）细胞凋亡的调控
1 . 细胞凋亡的相关因素
（1） 诱导性因素 激素和生长因子失衡：缺乏（IL-2↓，淋巴细胞凋
亡）或过多（糖皮质激素↑，淋巴细胞凋亡） 理化因素：射线、高温、强酸、强碱、乙醇、抗癌
药物等 免疫性因素：如，CTL分泌粒酶→靶细胞凋亡 微生物因素：细菌、病毒及毒素。（HIV）
（2）抑制性因素：
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，前者包括Ced-2、p53、c‐myc、 Fas 、 糖 皮 质 激 素 受 体 及 白 细 胞 介 素 1β 转 化 (ICE〉等基因，后者则有Ced-9、bcl-2、p53等 基因.
细胞凋亡及检测技术
第一节 概 述
一、细胞凋亡的概念
细胞凋亡(apoptosis〉，这是1972年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。细胞在一定的生理或病理条件下，遵 循自身的程序，自己结束其生命的过程，最后细胞 脱落离体或裂解为若干凋亡小体(apoptotic bodies〉，而被其他细胞吞噬。“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。
光镜下：凋亡小体外被以胞膜，圆形或卵圆形，胞 浆浓缩，强嗜酸性，可有可无固缩深染的核碎片。
细胞凋亡与细胞坏死在形态学上的差别
细胞凋亡
细胞坏死
单细胞丢失
细胞成群丢失
细胞膜发泡但仍完整,细胞膜内 细胞膜不完整,细胞
陷将细胞分割成凋亡小体
肿胀、溶解
不发生炎症反应
发生严重炎症反应
被临近正常细胞或吞噬细胞吞 被巨噬细胞吞噬
三、细胞凋亡的特征
细胞凋亡与细胞坏死虽然都是细胞死亡， 但细胞凋亡的形态及生化特征与坏死性 细胞死亡的特点则不同
（一）细胞凋亡的形态学改变： 组织内单个细胞或小团细胞的死亡 不引发细胞自溶，也不引起炎症反应
电镜下可见：凋亡细胞固缩 胞浆致密，细胞器密集、退变 核染色质致密，聚集于核膜处 胞核裂解，胞浆形成多发性芽突 凋亡小体形成
2．cAMP/PKA信号系统（cAMP为第二信使）
依据： ①双丁酰cAMP可引起培养的髓样白血病细胞及胸腺 细胞凋亡 ②糖皮质激素使cAMP上升 cAMP↑→激活PKA→使靶蛋白某些氨基酸（苏、丝 AA）残基磷酸化→改变蛋白质功能
3．Fas蛋白/Fas配体信号系统
1972年:Kerr等首次提出了细胞凋亡的概 念，从形态学角度描述细胞的生理死亡，并认 为这是维持组织细胞动力学平衡的一种基本生 物学现象，可能具有十分重要的生物学意义。
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。并 认为这是维持组织细胞动力学平衡的一种基本
生物学现象，可能具有十分重要的生物学意义。
二、研究简史
半个世纪前:人们就观察到在生物的发生、 生长、发育以及衰老过程中，一直伴随着组织 细胞的生理自发退化死亡现象.
1965年:发育生物学家Lockshin和Williams 首先提出了PCD（程序化死亡）一词，用于描 述蛾的发育过程，认为随着成年蛾的出现，其 幼虫死亡是一种发育调节性死亡。
噬
溶酶体裂解
溶酶体完整
染色质凝集成块、
染色质均一凝集
不均一
细胞坏死时核的变化
细胞坏死时的炎症反应
(二)细胞凋亡的生化改变：凋亡过程中出现的生化 改变以DNA的片段化及蛋白质的降解最为重要。
1)DNA的片段化 组成染色质的DNA链被激活的核 酸内切酶切割，可形成180—200bp或其整倍数的 片段，电泳中呈特征灶的“梯”状条带，这是判断 凋亡发生的客 观指标之一。
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。
1989年: 0wen及其研究小组在研究胸腺细胞阴 性选择过程中，发现T细胞受体(TCR)与自身抗原 相互作用与未成熟T细胞的PCD发生有关，并在体 外证实剌激CD3分子可诱导未成熟T细胞PCD的发 生。证明了信号传递物质对PCD的调控作用。
研究较多的系统：
1．胞内Ca2+信号系统（Ca2+为第二信使）
依据： ①细胞凋亡时胞内游离Ca2+浓度显著上升 ②用Ca2+载体A23187人为升高B淋巴细胞Ca2+水 平，B淋巴细胞凋亡 ③用Ca2+络合剂降低胞内Ca2+水平，阻止细胞凋亡
激活Ca2+依赖谷氨酰胺转移酶 Ca2+↑
活化核转录因子