病理生理学凋亡课件

讲授提纲一、概述1.概念4.诱导与抑制

2.形态学改变5.分期

3.与坏死的区别二、发生机制

(一)、膜受体途径

(二)、线粒体途径

(三)、酶学变化

1.Caspase2.CAD(核酸内切酶)(四)、凋亡相关基因及其表达的蛋白

1.Bcl-22.p53(核途径)3.C-myc

(五)、第二信使—神经酰胺的作用三、凋亡细胞的转归四、凋亡与疾病五、凋亡的防治

讲授提纲一、概述1.概念1概念细胞凋亡：由各种体内外因素触发细胞内预存的死亡程序而引起的细胞自杀性死亡过程。是一种主动的、由基因调控的、与细胞坏死不同的细胞死亡形式。

Apoptosis

PCD(ProgrammedCellDeath)概念细胞凋亡：由各种体内外因素触发细胞内预2细胞凋亡的形态变化细胞凋亡的形态变化3淋巴细胞凋亡各期形态学变化淋巴细胞凋亡各期形态学变化4神经细胞凋亡透射电镜观察神经细胞凋亡透射电镜观察5凋亡的神经细胞

（电镜、荧光及TUNEL)凋亡的神经细胞

（电镜、荧光及TUNEL)6CTL肿瘤细胞CTL正在诱导肿瘤细胞凋亡CTL肿瘤细胞CTL正在诱导肿瘤细胞凋亡73、抗氧化剂如：VitE1.(四)、凋亡相关基因及其表达的蛋白1、癌症：1、AIDS(艾滋病)TSP:Thrombospondin血小板反应蛋白CTL:CytotoxicTLymphocyte用抗生素、单抗、可溶性受体等治疗C-myc基因：是一种瘤基因形态学改变5.神经酰胺激活的蛋白激酶鸟苷缺口末端标记法免疫介导的肾小球肾炎心肌梗死、脑卒中生化：DNA电泳、DNA断裂百分率、Caspase活性等(二)、线粒体途径(三)、酶学变化凋亡细胞的线粒体跨膜电位

变化先于其DNA断裂腺病毒如酒精中毒形态学改变5.细胞凋亡过程及机制模式图Cleavageofmanydeathsubstrates凋亡与坏死区别表DNA“梯”状条带3、抗氧化剂如：VitE凋亡与坏死区别表8凋亡的诱导剂凋亡的诱导剂9凋亡的抑制剂凋亡的抑制剂10细胞凋亡的诱导与抑制

诱导因素抑制因素1、激素与生长因子：1、生长因子：糖皮质激素IL-2IL-2去除神经生长因子2、理化因素：2、某些激素：强酸、强碱、乙醇ACTH

抗癌药物睾丸酮高温、射线雌激素3、免疫性因素：3、某些药物：细胞毒T淋巴细胞Caspase抑制剂4、生物学因素：细菌、病毒5、细胞因子：

TNF-α、IFN-γ细胞凋亡的诱导与抑制诱导因素11细胞凋亡的分期ICE-familyCaspase(96年)细胞凋亡的分期ICE-familyCaspase(96年)12细胞凋亡过程凋亡诱导因素Ca2+、cAMP、神经酰胺死亡信号凋亡相关基因激活Caspases激活DNase激活细胞凋亡凋亡细胞被吞噬继发性坏死(A)Activation(B)Execution(C)Disposal(D)SecondaryNecrosis二、发生机制细胞凋亡过程凋亡诱导因素Ca2+、cAMP、神经酰胺死亡信号13细胞凋亡的三条主要途径1、膜受体途径2、线粒体途径3细胞核途径p53细胞凋亡的三条主要途径1、膜受体途径2、线粒体途径3细胞核途14细胞凋亡的膜受体途径FasFasLFADDDISCDDCaspase细胞凋亡的膜受体途径FasFasLFADDDISCDDCas15细胞凋亡的线粒体途径Apaf-1Bcl-XL两个发现活性氧NO缺血、缺氧Ca2+PTP细胞凋亡的线粒体途径Apaf-1Bcl-XL两个发现活性氧P16线粒体PTP开放的诱导剂与抑制剂线粒体PTP开放的诱导剂与抑制剂17Caspases激活的瀑布学说(级联反应)二、发生机制（三）酶学变化Caspases激活的瀑布学说(级联反应)二、发生机制18Caspases的激活方式及其

空间结构Caspases的激活方式及其

空间结构19凋亡时Caspases的作用底物凋亡时Caspases的作用底物20Caspases的分组及其可能作用Caspases的分组及其可能作用21淋巴瘤2、神经退行性病变：依赖于激素引起的肿瘤小脑退行性病IL-2去除神经生长因子鸟苷缺口末端标记法神经细胞凋亡透射电镜观察免疫介导的肾小球肾炎心肌梗死、脑卒中3、双向调控基因：c-myc，Bcl-X核纤层蛋白Lamin在核内的

结构和位置1、激素与生长因子：1、生长因子：第二信使—神经酰胺(Ceramide)的作用含有半胱氨酸的、具有天冬氨酸特异酶切位点的蛋白酶淋巴瘤2、神经退行性病变：细胞凋亡的三条主要途径即：c-myc基因上调+有生长因子支持→细胞增殖P53(MolecularPoliceman)的checkpoint作用形态：荧光、电镜、原位杂交(TUNEL)等细胞凋亡的三条主要途径NecrosisCaspases激活的瀑布学说(级联反应)ICE:Interlukin-1βConvertingEnzymeCTL:CytotoxicTLymphocyte核纤层蛋白Lamin在核内的

结构和位置淋巴瘤22Caspases与Calpain作用底物的异同Caspases与Calpain作用底物的异同23钙、镁依赖性核酸内切酶二、发生机制（三）CAD钙、镁依赖性核酸内切酶二、发生机制24Caspas8Caspas3Caspas9CleavageofmanydeathsubstratesNucleusDegradationofDNACAD激活方式p53二、发生机制(四)凋亡相关基因Caspas8Caspas3Caspas9Cl25凋亡相关基因及其表达的蛋白1、抑制凋亡基因：Bcl-22、促进凋亡基因：p53，Bak，Bid，Bik3、双向调控基因：c-myc，Bcl-X凋亡相关基因及其表达的蛋白1、抑制凋亡基因：Bcl-226Bcl-2超家族中的Bcl-2亚家族Bcl-2超家族中的Bcl-2亚家族27Bcl-2超家族中的Bax和BH3亚家族Bcl-2超家族中的Bax和BH3亚家族28TUNEL:TdTmediateddUTPNickEnd-LabelingDNA断裂与“梯状条带”(1)凋亡减弱性疾病凋亡增强性疾病Caspases激活的瀑布学说(级联反应)Bcl-2超家族中的Bax和BH3亚家族末端脱氧核苷酸转移酶介导的连接生物素的脱氧三磷酸(吖啶橙＋溴乙锭双染色)白介素-1β转化酶依赖于激素引起的肿瘤小脑退行性病DNA断裂与“梯状条带”(2)与坏死的区别线粒体PTP开放的诱导剂与抑制剂CAD(核酸内切酶)Bcl-22.DNA受损后p53的checkpoint作用DNA受损后p53的checkpoint作用DISC:Death-InducingSignalingComplex免疫介导的肾小球肾炎心肌梗死、脑卒中1.DNA受损后p53的checkpoint作用Bcl-XL在线粒体膜上的作用机理ApoptosomeComplexCARDTUNEL:TdTmediateddUTPNick29P53(MolecularPoliceman)的checkpoint作用P53(MolecularPoliceman)的check30DNA受损后p53的checkpoint作用细胞核途径P53与MitDNA受损后p53的checkpoint作用细胞核途径P5331C-myc基因C-myc基因：是一种瘤基因是一种凋亡双向调控基因即：c-myc基因上调+有生长因子支持→细胞增殖

c-myc基因上调+无生长因子支持→细胞凋亡C-myc基因C-myc基因：是一种瘤基因32第二信使—神经酰胺(Ceramide)的作用产生：

神经鞘磷脂神经酰胺神经鞘磷脂酶诱导因素：

TNF-α、Fas、CD28、细胞因子(IL-1)、激素、免疫分子、HSP、抗癌药、活性氧、离子射线等作用：1.神经酰胺激活的蛋白激酶

2.神经酰胺激活的蛋白磷酸脂酶

3.调整PKC家族

4.激活应激活化的蛋白激酶

5.激活ced-3/ICE样蛋白酶CPP32(Caspase-3)第二信使—神经酰胺(Ceramide)的作用产生：神经鞘磷脂33细胞凋亡过程及机制模式图三、凋亡转归细胞凋亡过程及机制模式图三、凋亡转归342、自身免疫性疾病：3、再性障碍性贫血核纤层蛋白Lamin在核内的

结构和位置Bcl-22.ApoptosisCAD:CaspaseActivatedDNaseCaspases与Calpain作用底物的异同凋亡相关基因及其表达的蛋白形态学改变5.细胞凋亡的三条主要途径吞噬细胞与凋亡细胞的相互识别腺病毒如酒精中毒Apoptosome654-2对内毒素血症小鼠胸腺细胞

凋亡时DNA“梯”状条带的影响3、免疫性因素：3、某些药物：3.2、自身免疫性疾病：3、再性障碍性贫血DNA断裂与“梯状条带”(1)激活ced-3/ICE样蛋白酶CPP32(Caspase-3)末端脱氧核苷酸转移酶介导的连接生物素的脱氧三磷酸即：c-myc基因上调+有生长因子支持→细胞增殖单核细胞衍生的巨噬细胞

吞噬凋亡小体2、自身免疫性疾病：35小鼠烫伤后凋亡的胸腺细胞被

胸腺内吞噬细胞吞噬小鼠烫伤后凋亡的胸腺细胞被

胸腺内吞噬细胞吞噬36吞噬细胞识别吞噬凋亡细胞的机制TSP吞噬细胞识别吞噬凋亡细胞的机制TSP37吞噬细胞与凋亡细胞的相互识别吞噬细胞与凋亡细胞的相互识别38凋亡细胞被吞噬后的生物学意义四、凋亡与疾病凋亡细胞被吞噬后的生物学意义四、凋亡与疾病39细胞凋亡与疾病

凋亡减弱性疾病凋亡增强性疾病1、癌症：1、AIDS(艾滋病)

淋巴瘤2、神经退行性病变：

p53突变所致癌症巴金森氏病依赖于激素引起的肿瘤小脑退行性病乳腺癌、前列腺癌老年性痴呆症2、自身免疫性疾病：3、再性障碍性贫血系统性红斑狼疮4、缺血性损伤：免疫介导的肾小球肾炎心肌梗死、脑卒中3、病毒感染：再灌流损伤疱疹病毒5、部分肝脏疾病：腺病毒如酒精中毒痘瘤病毒6、休克细胞凋亡与疾病凋亡减弱性疾病40细胞凋亡的防治1、内毒素、TNF-α、GM-CSF等引起的凋亡用抗生素、单抗、可溶性受体等治疗2、生长因子如：IL－23、抗氧化剂如：VitE4、中草药如：参麦注射液654－25、CAD抑制剂如：Zn+6、Caspases抑制剂：CrmA7、阻止线粒体跨膜电位下降如：环胞霉素A及其衍生物5、缺血或热休克预处理提高细胞自身抗损伤能力细胞凋亡的防治1、内毒素、TNF-α、GM-CSF等引起的凋41烫伤引起的小鼠胸腺细胞凋亡(吖啶橙＋溴乙锭双染色)烫伤引起的小鼠胸腺细胞凋亡(吖啶橙＋溴乙锭双染色)42654－2对H2O2所致BPAEC凋亡的影响(吖啶橙＋溴乙锭双染色)(TUNEL)654－2对H2O2所致BPAEC凋亡的影响(吖啶橙＋溴乙锭43654-2对内毒素血症小鼠胸腺细胞

凋亡时DNA“梯”状条带的影响654-2对内毒素血症小鼠胸腺细胞

凋亡时DNA“梯”状条带44细菌、病毒生化：DNA电泳、DNA断裂百分率、Caspase活性等(三)、酶学变化Caspases的分组及其可能作用与坏死的区别生化：DNA电泳、DNA断裂百分率、Caspase活性等Bcl-2超家族中的Bax和BH3亚家族CAD:CaspaseActivatedDNase2.凋亡时Caspases的作用底物Caspase:Cysteine-ContainingAspatate-SpecificProtease半胱天冬蛋白酶Cleavageofmanydeathsubstrates1.白介素-1β转化酶Bcl-22.CleavageofmanydeathsubstratesCAD:CaspaseActivatedDNase诱导因素抑制因素由Caspase激活的核酸酶4、生物学因素：参麦注射液、IL－2对烫伤小鼠

脾细胞DNA片断化的影响细菌、病毒参麦注射液、IL－2对烫伤小鼠

脾细胞DNA片断化45参麦注射液防治烫伤小鼠胸腺细胞

凋亡与其防止Bcl-2降低有关参麦注射液防治烫伤小鼠胸腺细胞

凋亡与其防止Bcl-2降低有46谢谢！谢谢！47DNA“梯”状条带DNA“梯”状条带48DNA断裂与“梯状条带”(1)DNA断裂与“梯状条带”(1)49DNA断裂与“梯状条带”(2)返回DNA断裂与“梯状条带”(2)返回50英文缩略语TUNEL:TdTmediateddUTPNickEnd-Labeling

末端脱氧核苷酸转移酶介导的连接生物素的脱氧三磷酸鸟苷缺口末端标记法CTL:CytotoxicTLymphocyteICE:Interlukin-1βConvertingEnzyme

白介素-1β

转化酶DD:DeathDomainFADD:FasAssociatedprotenwithDeathDomainDISC:Death-InducingSignalingComplexCaspase:Cysteine-ContainingAspatate-SpecificProtease半胱天冬蛋白酶含有半胱氨酸的、具有天冬氨酸特异酶切位点的蛋白酶PTP：PermeabilityTransitionPoreApaf-1:ApoptosisProteaseActivatingFactor–1CAD:CaspaseActivatedDNase

由Caspase激活的核酸酶CARD:CaspaseRecruitmentDomainTSP:Thrombospondin血小板反应蛋白英文缩略语TUNEL:TdTmediateddUTP51线粒体跨膜电位改变与

细胞凋亡的一致性（发现1）线粒体跨膜电位改变与

细胞凋亡的一致性（发现1）52凋亡细胞的线粒体跨膜电位

变化先于其DNA断裂返回（发现2）凋亡细胞的线粒体跨膜电位

变化先于其DNA断裂返回（发现2）53研究方法1.形态：荧光、电镜、原位杂交(TUNEL)等2.生化：DNA电泳、DNA断裂百分率、Caspase活性等3.流式细胞仪：研究方法1.形态：荧光、电镜、原位杂交(TUNEL)等54凋亡的神经细胞

（电镜、荧光及TUNEL)凋亡的神经细胞

（电镜、荧光及TUNEL)55凋亡的抑制剂凋亡的抑制剂56细胞凋亡的线粒体途径Apaf-1Bcl-XL两个发现活性氧NO缺血、缺氧Ca2+PTP细胞凋亡的线粒体途径Apaf-1Bcl-XL两个发现活性氧P57Bcl-2超家族中的Bax和BH3亚家族Bcl-2超家族中的Bax和BH3亚家族58P53(MolecularPoliceman)的checkpoint作用P53(MolecularPoliceman)的check59第二信使—神经酰胺(Ceramide)的作用产生：

神经鞘磷脂神经酰胺神经鞘磷脂酶诱导因素：

TNF-α、Fas、CD28、细胞因子(IL-1)、激素、免疫分子、HSP、抗癌药、活性氧、离子射线等作用：1.神经酰胺激活的蛋白激酶

2.神经酰胺激活的蛋白磷酸脂酶

3.调整PKC家族

4.激活应激活化的蛋白激酶

5.激活ced-3/ICE样蛋白酶CPP32(Caspase-3)第二信使—神经酰胺(Ceramide)的作用产生：神经鞘磷脂60654-2对内毒素血症小鼠胸腺细胞

凋亡时DNA“梯”状条带的影响654-2对内毒素血症小鼠胸腺细胞

凋亡时DNA“梯”状条带61Bcl-XL在线粒体膜上的作用机理由Caspase激活的核酸酶CAD:CaspaseActivatedDNaseCAD:CaspaseActivatedDNase细胞凋亡的三条主要途径诱导因素抑制因素凋亡减弱性疾病凋亡增强性疾病C