细胞凋亡及机制检测学习教案

1、会计学1第一页，共71页。第1页/共71页第二页，共71页。第2页/共71页第三页，共71页。第3页/共71页第四页，共71页。第4页/共71页第五页，共71页。第5页/共71页第六页，共71页。第6页/共71页第七页，共71页。 坏死坏死 凋亡凋亡1.性质性质病理性病理性,非特异性非特异性生理性或病理性，特异性生理性或病理性，特异性2. 诱导因素诱导因素 强烈病理性刺激强烈病理性刺激,随机发生随机发生生理性或较弱病理性刺激，非随机发生理性或较弱病理性刺激，非随机发生生3. 生化特点生化特点 被动过程被动过程,无新蛋白合成无新蛋白合成,不不耗能耗能耗能的主动过程，有新蛋白合成耗能的主动过程，有

2、新蛋白合成4. 形态变化形态变化 细胞结构全面溶解、破坏、细胞结构全面溶解、破坏、细胞肿胀细胞肿胀胞膜及细胞器相对完整细胞皱缩，核胞膜及细胞器相对完整细胞皱缩，核固缩固缩,膜可发泡成芽膜可发泡成芽,形成凋亡小体形成凋亡小体5.DNA电泳电泳弥散性降解，电泳呈均一弥散性降解，电泳呈均一DNA片状片状DNA片段化（片段化（180-120bp）,电泳呈电泳呈“梯梯”状条带状条带6. 炎症反应炎症反应 溶酶体破裂，局部炎症反应溶酶体破裂，局部炎症反应 溶酶体相对完整，局部无炎症反应溶酶体相对完整，局部无炎症反应7.凋亡小体凋亡小体无无有有8.基因调控基因调控无无有有第7页/共71页第八页，共71页。H

3、. Robert HorvitzJohn E. Sulston 第8页/共71页第九页，共71页。第9页/共71页第十页，共71页。正常正常(zhngchng)凋亡(dio wn)第10页/共71页第十一页，共71页。正常正常(zhngchng)凋亡(dio wn)第11页/共71页第十二页，共71页。第12页/共71页第十三页，共71页。受受体体cAMPCa2+神神经经酰酰胺胺死死亡亡信信号号凋凋亡亡相相关关基基因因激激活活Dnase激活激活(j hu)Capases激活激活(j hu)巨噬细胞巨噬细胞吞噬细胞吞噬细胞(tn sh x bo)凋亡细胞凋亡细胞第13页/共71页第十四页，共71

4、页。第14页/共71页第十五页，共71页。DNA fragmentation是凋亡是凋亡(dio wn)的的“golden marker”。第15页/共71页第十六页，共71页。第16页/共71页第十七页，共71页。第17页/共71页第十八页，共71页。丧失某种生物学功能丧失某种生物学功能第18页/共71页第十九页，共71页。第19页/共71页第二十页，共71页。第20页/共71页第二十一页，共71页。caspases抑制剂、促癌剂、佛波抑制剂、促癌剂、佛波豆蔻乙脂豆蔻乙脂(PMA)等等第21页/共71页第二十二页，共71页。第22页/共71页第二十三页，共71页。诱导诱导(yudo)信号信号

5、cellR神经酰胺神经酰胺多途径多途径(tjng)RSAPK/JNKP53 基因基因NF-kB,JNK/AP-1途径途径激活激活bax or 下调下调bcl-2ROSmtDNA第23页/共71页第二十四页，共71页。第24页/共71页第二十五页，共71页。第25页/共71页第二十六页，共71页。第26页/共71页第二十七页，共71页。第27页/共71页第二十八页，共71页。(dio wn)。第28页/共71页第二十九页，共71页。4.ICE蛋白酶家族蛋白酶家族(jiz)第29页/共71页第三十页，共71页。需要细胞色素c和Caspase9的参与。第30页/共71页第三十一页，共71页。 磷酸化

6、磷酸化p53使细胞处于使细胞处于G1期，必要时诱导细胞凋亡期，必要时诱导细胞凋亡(dio wn)。 p21 CDK RB不被磷酸化不被磷酸化 G1DNA损伤损伤 p53 并磷酸化并磷酸化 Bax , Bcl apoptosis Gadd45 DNA修复修复野生型P53基因具有诱导(yudo)细胞凋亡的功能“分子警察”；第31页/共71页第三十二页，共71页。第32页/共71页第三十三页，共71页。第33页/共71页第三十四页，共71页。(cwi)和脂肪酸（如：花生四烯酸）的氧化产物过氧羟基24碳四烯酸有很强的诱发细胞凋亡的作用。第34页/共71页第三十五页，共71页。B、AP-1(xbo)相关

7、的一些基因的表达，诱发细胞(xbo)凋亡。第35页/共71页第三十六页，共71页。第36页/共71页第三十七页，共71页。第37页/共71页第三十八页，共71页。第38页/共71页第三十九页，共71页。AIFCaspase抑制剂抑制剂+Caspase 9酶原酶原(mi yun)Caspase-9Caspase3酶原酶原Caspase-3蛋白质水解蛋白质水解无活性核无活性核酸内切酶酸内切酶内切酶激活内切酶激活DNA断裂断裂+Bcl-2Ca2+apoptosis？第39页/共71页第四十页，共71页。氧化氧化(ynghu)损伤损伤钙稳态失衡钙稳态失衡(sh hn)线粒体损伤线粒体损伤(snshng

8、)恶性网络假说恶性网络假说(deleterious network hypothesis)细胞凋亡 m AIF，ApafPTP open第40页/共71页第四十一页，共71页。细胞细胞(xbo)凋亡的生物学意义凋亡的生物学意义1.1.发育发育 从低等动物到高等动物的发育，都存在从低等动物到高等动物的发育，都存在着程序性细胞死亡的现象。着程序性细胞死亡的现象。2.2.免疫系统免疫系统 淋巴细胞发育分化淋巴细胞发育分化(fnhu)(fnhu)成熟过成熟过程中，始终伴随着细胞凋亡。程中，始终伴随着细胞凋亡。3.3.衰老衰老 细胞凋亡与许多年龄相关疾病有直接或细胞凋亡与许多年龄相关疾病有直接或间接的联

9、系。间接的联系。4.4.损伤与修复损伤与修复 5.5.肿瘤发生肿瘤发生 细胞增殖与死亡的速度平衡失调。细胞增殖与死亡的速度平衡失调。6.6.病毒致病病毒致病 病毒表达抗凋亡蛋白。病毒表达抗凋亡蛋白。第41页/共71页第四十二页，共71页。Hutchinson-Gilford syndrome 第42页/共71页第四十三页，共71页。第43页/共71页第四十四页，共71页。第44页/共71页第四十五页，共71页。 1.凋亡凋亡(dio wn)与恶性肿瘤与恶性肿瘤 肿瘤的发生不仅与细胞过度增殖有关，还肿瘤的发生不仅与细胞过度增殖有关，还与凋亡与凋亡(dio wn)障碍有关。障碍有关。 Oncoge

10、nes “anti-apoptic”genes Cell division cell death 肿瘤治疗新思路：诱导肿瘤细胞的凋亡肿瘤治疗新思路：诱导肿瘤细胞的凋亡(dio wn)第45页/共71页第四十六页，共71页。 2.凋亡与免疫系统功能障碍凋亡与免疫系统功能障碍 凋亡对免疫系统功能有重要调凋亡对免疫系统功能有重要调节作用节作用 淋巴细胞：在发育过程中有凋淋巴细胞：在发育过程中有凋亡发生；在晚期亡发生；在晚期(wnq)，当与抗，当与抗原相互作用时亦发生凋亡。原相互作用时亦发生凋亡。 胸腺发育过程中的自然凋亡过胸腺发育过程中的自然凋亡过程程第46页/共71页第四十七页，共71页。第47页

11、/共71页第四十八页，共71页。（1）心肌缺血和再灌注损伤）心肌缺血和再灌注损伤 心肌缺血再灌注后可引起心肌细心肌缺血再灌注后可引起心肌细胞的凋亡，由于心肌组织中吞噬细胞胞的凋亡，由于心肌组织中吞噬细胞数量有限，故而凋亡细胞可以激发性数量有限，故而凋亡细胞可以激发性引起炎性反应，招引中性引起炎性反应，招引中性(zhngxng)粒细胞浸润，进而导致心肌组织坏死粒细胞浸润，进而导致心肌组织坏死（心肌梗塞）。（心肌梗塞）。第48页/共71页第四十九页，共71页。 (2)凋亡与心脏病凋亡与心脏病 心脏传导障碍和心律失常心脏传导障碍和心律失常 心脏传导系统在胚胎早期就已心脏传导系统在胚胎早期就已形成。新

12、生儿窦房结主要有大量起形成。新生儿窦房结主要有大量起搏细胞（搏细胞（P细胞）和少量胶原组成，细胞）和少量胶原组成，而成人则为少量而成人则为少量P细胞和大量胶原构细胞和大量胶原构成，可能是成，可能是P细胞凋亡的结果。因此细胞凋亡的结果。因此P细胞凋亡不足细胞凋亡不足(bz)或过度均可引或过度均可引起心律失常。起心律失常。第49页/共71页第五十页，共71页。第50页/共71页第五十一页，共71页。(1)凋亡与神经退行性病变凋亡与神经退行性病变 神经元是神经元是non-proliferating, long-lived, terminally differentiated cell。神经元等非增殖

13、细胞发生凋亡的意神经元等非增殖细胞发生凋亡的意义：义： 1、避免细胞重新进入、避免细胞重新进入(jnr)细胞细胞周期，特别是遇周期，特别是遇 到致转化刺激信号时。如向终到致转化刺激信号时。如向终末分化的末分化的 细胞中转染细胞中转染oncogene可引起细可引起细胞凋亡，胞凋亡， 而非增殖。而非增殖。第51页/共71页第五十二页，共71页。(2)(2)为了器官为了器官(qgun)(qgun)生存的需要生存的需要 A deleted cell is more A deleted cell is more advantageous than a damaged advantageous than

14、a damaged cell, even when the cell is cell, even when the cell is irreplaceable. This is irreplaceable. This is analogous analogous toto what is what is frequently referred frequently referred toto as as “better dead than wrong” for “better dead than wrong” for dividing celldividing cell第52页/共71页第五十

15、三页，共71页。第53页/共71页第五十四页，共71页。(凋亡与免疫缺陷性疾病凋亡与免疫缺陷性疾病)典型例子是典型例子是AIDS1.HIV-1感染后可引起感染后可引起CD4+T淋巴淋巴细胞的细胞的 凋亡，且可能由病毒被膜蛋白凋亡，且可能由病毒被膜蛋白复合体复合体 gp120介导。介导。2.AIDS患者外周血淋巴细胞患者外周血淋巴细胞Fas/Apo水平水平 明显提高，可迅速诱导明显提高，可迅速诱导(yudo)细胞凋亡。细胞凋亡。 由此，通过控制凋亡过程是否由此，通过控制凋亡过程是否可以预防或延缓可以预防或延缓AIDS的进展。的进展。第54页/共71页第五十五页，共71页。第55页/共71页第五十

16、六页，共71页。5.防止线粒体跨膜电位防止线粒体跨膜电位的下降的下降第56页/共71页第五十七页，共71页。(dixi)(dixi)产物）：转导增殖信产物）：转导增殖信号，拮抗凋亡号，拮抗凋亡AIDSAIDS，ADAD第57页/共71页第五十八页，共71页。nn环胞霉素环胞霉素A(cyclosporinA,免疫免疫抑制剂）阻抑抑制剂）阻抑 m ，其衍生，其衍生物无免疫抑制作用，但有稳定物无免疫抑制作用，但有稳定 m 第58页/共71页第五十九页，共71页。4.4.凋亡相关蛋白分析凋亡相关蛋白分析5.5.流式细胞分析流式细胞分析第59页/共71页第六十页，共71页。(dio wn)小体小体(ap

17、optotic body)等。等。第60页/共71页第六十一页，共71页。 检测方法检测方法 可鉴定凋亡细胞特征可鉴定凋亡细胞特征 光学显微镜光学显微镜 相差显微镜相差显微镜 透射电镜透射电镜 聚焦激光扫聚焦激光扫 描电镜描电镜 扫描电镜扫描电镜 流式细胞仪流式细胞仪 缩时摄影术缩时摄影术细胞体积缩小、核浓缩、细胞周围透明圈细胞体积缩小、核浓缩、细胞周围透明圈细胞发泡、凋亡小体细胞发泡、凋亡小体微绒毛消失、染色质沿核膜分布、新月体状核、微绒毛消失、染色质沿核膜分布、新月体状核、凋亡小体凋亡小体凋亡细胞内固缩染色质及核碎片定位凋亡细胞内固缩染色质及核碎片定位细胞膜表面泡状鼓起细胞膜表面泡状鼓起低前向散射光低前向散射光(FSC)、高侧向散射光、高侧向散射光(SSC)凋亡细