细胞生物学,翟中和,第三版--第十三章ppt课件.ppt

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1、第十三章程序性细胞死亡与细胞衰老第一节程序性细胞死亡第二节细胞衰老第一节程序性细胞死亡一、动物细胞的程序性死亡细胞的死亡有三种不同形式：一种是坏死（性）或意外（性）死亡（necrosis），它是由某些外界因素比如局部贫血，高热以及物理、化学损伤和生物侵袭等造成细胞急速死亡，是一种被动性死亡。另一种称之为程序性死亡（programmedcelldeathPCD）是由基因控制的自杀程序引起的主动性死亡。主要发生在胚胎发育过程中。还有一种自噬，是与细胞凋亡不同的另一种程序性细胞死亡。（一）细胞凋亡1、细胞凋亡的概念和特征1965年澳大利亚科学家发现，结扎鼠门静脉后，电镜观

2、察到肝实质组织中有一些散在的死亡细胞这些的溶酶体并未被破坏，显然不同于细胞坏死。这些细胞体积收缩、染色质凝集从其周围的组织中脱落并被吞噬机体无炎症反应。1972年Kerr等三位科学家首次提出了细胞凋亡的概念，细胞凋亡是指为维持内环境稳定，由基因控制的细胞自主的有序的死亡。是主动过程，它涉及一系列基因的激活、表达以及调控等的作用，是为更好地适应生存环境而主动争取的一种死亡过程。形态学3个阶段：◆凋亡的起始：细胞表面的特化结构如微绒毛消失，细胞间接触的消失，但细胞膜依然完整；线粒体大体完整，但核糖体逐渐从内质网上脱离，内质网囊腔膨胀，并逐渐与质膜融合；染色质固缩，形成新

3、月形帽状结构等形态，沿着核膜分布。◆凋亡小体的形成：核染色质断裂为大小不等的片段，与某些细胞器如线粒体一起聚集，为反折的细胞质膜所包围。细胞表面产生了许多泡状或芽状突起，逐渐形成单个的凋亡小体。◆凋亡小体逐渐为邻近的细胞吞噬并消化。细胞凋亡的生化特征◆细胞凋亡的主要特征是形成大小为180～200bp特征性的DNAladders◆凋亡细胞组织转谷氨酰胺酶tTG（tissueTransglutaminase）积累并达到较高水平细胞色素c诱导的凋亡细胞DNA电泳图1．细胞色素c诱导0h2．细胞色素c诱导1h3．细胞色素c诱导2h4．细胞色素c诱导3h5．细胞色素c诱导4h

4、6．阴性对照7．Marker2、细胞凋亡生理意义：细胞凋亡对于多细胞生物个体发育的正常进行，自稳平衡的保持以及抵御外界各种因素的干扰方面都起着非常关键的作用：1）蝌蚪尾的消失，骨髓和肠的细胞凋亡，2）脊椎动物的神经系统的发育3）发育过程中手和足的成形过程4)细胞调亡的失调（不恰当的激活或抑制）细胞雕亡不足：FasligandandFasproteinmutation,Tlymphocytedonotapoptosis,induceALPS细胞过度调亡将会导致免疫功能丧失，AIDS3、细胞凋亡的检测◆形态学观测：染色法、透射和扫描电镜观察◆DNA电泳：DNA片段就呈现

5、出梯状条带◆TUNEL测定法，即DNA断裂的原位末端标记法◆彗星电泳法（cometassay）◆流式细胞分析根据凋亡细胞DNA断裂和丢失，采用碘化丙啶使DNA产生激发荧光，用流式细胞仪检出凋亡的亚二倍体细胞，同时又能观察细胞的周期状态。4、细胞凋亡的分子机制1）诱导细胞凋亡的因子◆物理性因子，包括射线（紫外线，射线等），较温和的温度刺激（如热激，冷激）等。◆化学及生物因子：包括活性氧基团和分子，DNA和蛋白质合成的抑制剂，激素，细胞生长因子，肿瘤坏死因子（TNF），抗Fas/Apo-1/CD95抗体等。Caspase依赖性细胞凋亡不依赖Caspase的细胞凋亡

6、2）Caspase·Caspase活性位点是半胱氨酸(Cysteine)，裂解靶蛋白位点是天冬氨酸残基后的肽键，因此称为Cysteineasparticacicspecificprotease，即Caspase(CaenorbabditisElegans)1090个细胞，131个细胞凋亡找到一系列与细胞凋亡有关的基因ced-3、ced-4诱发、启动凋亡，ced-9抑制凋亡①ced-3、ced-4基因突变或缺失，使凋亡受阻②移入ced-9使凋亡受阻③失去ced-9使细胞凋亡Ced3哺乳类同源物是ICE(Interleukin-1-convertingenzyme)，即

7、Caspase1。●ced-3和ced-4是细胞杀手;●ced-9可抵消ced-3和ced-4的作用，防止细胞被杀死，因此是存活因子;●进一步的研究发现真正的细胞杀手是ced-3而不是ced-4。caspase家族成员基本功能Caspase1Caspase11不直接参与细胞凋亡信号的传导Caspase4Caspase2Caspase8Caspase9Caspase10Caspase3Caspase6caspase7参与细胞凋亡的起始对执行者的前体切割，产生有活性的执行者参与细胞凋亡的执行：切割结构蛋白和调控蛋白激活期：应答死亡信号，起始caspase活化，同型活