细胞程序性死亡与细胞衰老

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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一个主动的有基因决定的自动结束生命的过程。由于受到严格的由遗传机制决定的程序性调控，所以常常被称为细胞程序性死亡（programmedcelldeath,PCD）机体结构细胞增殖细胞分化细胞凋亡细胞信号转导染色体（DNA与蛋白质的相互作用）衰老一.动物细胞的程序性死亡三种方式:凋亡坏死自噬(一)细胞凋亡概念:受基因控制的主动的结束生命的过程,是一自然的生理过程.形态学特征:凋亡的起始:特化结构消失（微绒毛），细胞间接触消失，但质膜依然完整，有选择透性，线粒体大而

2、完整，核糖体与内质网脱落，内质网腔膨大，并逐渐与质膜融合，染色质固缩化，形成新月形帽状结构，沿核膜分布凋亡小体的形成：染色质断裂成大小不等的片段，与某些细胞器（线粒体）聚集在一起，被反折的质膜包围，形成凋亡小体，从外观上看，细胞表面发泡，产生了许多泡状或芽状突起，随后逐渐分离，形成凋亡小体。凋亡小体被临近的细胞或体内吞噬细胞所吞噬,残余物质被消化后重新利用。整个过程最大的特点是质膜始终保持完整，内含物不发生细胞外泄露，不引发机体的炎症反应。Morphologichanges:Early:Chromosomeco

3、ndensation,cellbodyshrinkLater:BlebbingandNucleusandcytoplasmfragment—ApoptoticbodiesAtlast:Phagocytosed染色质聚集分块胞质凝缩染色质集聚细胞器肿胀线粒体变为絮状核破碎形成凋亡小体破裂内含物释放炎症被吞噬消化终有膜封闭不引起炎症A、NormalcellB、Apoptosis:ApoptoticbodiesApoptosisNecrosisDeathbyapoptosisisaneat,orderlyprocess

4、意义：细胞凋亡对于多细胞生物的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）清除有机体不再需要的细胞，而不引起炎症反应。2）细胞的自然更新，清除被病原体感染的细胞3）免疫细胞对靶细胞的攻击并引起死亡，也是基于细胞凋亡4）细胞凋忘失调会导致疾病PRIZEDHorvitz,andSulstonsharePhysiologyorMedicineNobel（2002）“fortheirdiscoveriesconcerninggeneticregulationoforgandev

5、elopmentandprogrammedcelldeath”1090–131=959(cells)2002年诺贝尔生理与医学奖获得者◆2002年的诺贝尔生理学和医学奖授予了在器官发育和程序性细胞死亡研究领域中做出奠基性贡献的3位科学家:●英国的SydneyBrenner、美国的H.RobertHorvitz、英国的JohnE.Sulston●他们创造性地用线虫作为实验模型,实现了对器官发育过程中细胞分裂、分化的原位观察,完成了细胞图谱的绘制,●在此基础上发现并研究了调控器官发育程序性细胞死亡的关键基因及其功能并

6、进一步在高等哺乳动物中发现了相关功能基因。SydneyBrennerH.RobertHorvitzJohnE.SulstonApoptosisinducedbyCytoCLane1．0h2．1h3．2h4．3h5．4h6．Control7．Marker2.0kbp1.00.50.2180~200bpDNAladder细胞凋亡的检测方法形态学观测：台盼蓝、DAPI、Giemsa，DNA电泳，TUNEL测定法，彗星电泳法，流式细胞分析细胞凋亡的分子机制Earlyresearches(MIT:RobertHorrid,

7、1986)C.elegans:1090cells,TheFindingofCED3mutantWithoutlosinganyoftheircellstoapoptosis.CED3geneplayacrucialroleintheprocessofapoptosis.Celegans:amillimeterlong,transparentbodyonlyafewcelltypes,fromzygotetomatureadultonlyin3.5days.131cellsdeath.线虫体细胞凋亡研究：PCD相关

8、基因15个，分为四组：1、与PCD有关的基因，负责PCD控制：ced-3、ced-4和ced-9。2、与PCD过程吞噬作用有关：ced-1、ced-2、ced-5-8和ced-10。3、核酸酶基因（nuc-1）,控制DNA降解，但非PCD所必须。4、影响特异细胞类型PCD的基因：ces-1、ces-2、cgl-1、和her-1.保守性高，在哺乳动物中有相应同源物：Ced-