细胞凋亡和细胞坏死的区别

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1、细胞凋亡和细胞坏死的区别细胞凋亡的基本概念：多细胞生物中，细胞死亡有两种不同的方式。一种是细胞坏死，它是细胞在生理过程中意外死亡，这常见于对细胞的侵袭使细胞受到损伤，是一种被动死亡过程。另一种死亡方式称细胞凋亡，是细胞死亡的一种生理形式，是在基因调控下细胞主动死亡过程。表1细胞凋亡和细胞坏死的区别特征细胞凋亡细胞坏死诱发因素特定的或生理性各种病理性细胞数量单个细胞丢失成群细胞死亡质膜完整保持肿胀溶解破坏细胞核固缩碎裂为片段溶解破碎染色质凝集呈半月状模糊疏松线粒体肿胀通透性增加细胞色素c释放肿胀破裂\细胞器完整损伤内

2、容物释放无有炎症反应无有核DNA降解为完整倍数大小的片段随机不规则断裂凝胶电泳梯状条带形分散形态细胞凋亡的分子机理：一、凋亡相关的基因和蛋白细胞凋亡的调控涉及许多基因，包括一些与细胞增殖有关的原癌基因和抑癌基因。其中研究较多的有ICE、Apaf-1、Bcl-2、Fas/APO-1、c-myc、p53、ATM等。1．Caspase家族Caspase属于半胱氨酸蛋白酶，相当于线虫中的ced-3，这些蛋白酶是引起细胞凋亡的关键酶，一旦被信号途径激活，能将细胞内的蛋白质降解，使细胞不可逆的走向死亡。它们均有以下特点：①酶

3、活性依赖于半胱氨酸残基的亲核性；②总是在天冬氨酸之后切断底物，所以命名为caspase（cysteineaspartate-specificprotease），方便起见本文称之为凋亡酶；③都是由两大、两小亚基组成的异四聚体，大、小亚基由同一基因编码，前体被切割后产生两个活性亚基。最早发现人类中与线虫ced-3同源的基因[1]是ICE，即：白介素-1β转换酶（Interleukin-1β-convertingenzyme）基因，因该酶能将白介素前体切割为活性分子，故名。通过cDNA杂交和查找基因组数据库，在人类细胞中已

4、发现11个ICE同源物[2]，分为2个亚族（subgroup）：ICE亚族和CED-3家族（图15-6），前者参与炎症反应，后者参与细胞凋亡，又分为两类：一类为执行者（executioner或effector），如caspase-3、6、7，它们可直接降解胞内的结构蛋白和功能蛋白，引起凋亡，但不能通过自催化（autocatalytic）或自剪接的方式激活；另一类为启动者（initiator），如caspase-8、9，受到信号后，能通过自剪接而激活，然后引起caspase级联反应，如caspase-8可依次激活cas

5、pase-3、6、7。细胞中还具有caspase的抑制因子，称为IAPs（inhibitorsofapoptosisproteins），属于一个庞大的蛋白家族。它们能通过BIR结构域（baculovirusIAPrepeatsdomain）[3]与caspase结合，抑制其活性，如XIAP。图1：ICE家族成员A：3类caspase：蓝色参与炎症反应，红色为执行者，绿色为启动者；B：caspase-3的结构模型C：caspase-3的活化过程引自KatjaC.Zimmermann等20012．Apaf-1Apaf-1

6、被称为凋亡酶激活因子-1（apoptoticproteaseactivatingfactor-1），在线虫中的同源物为ced-4，在线粒体参与的凋亡途径中具有重要作用，该基因敲除后，小鼠神经细胞过多，脑畸形发育。Apaf-1含有3个不同的结构域：①CARD（caspaserecruitmentdomain）结构域，能召集caspase-9；②ced-4同源结构域，能结合ATP/dATP；③C端结构域，含有色氨酸/天冬氨酸重复序列，当细胞色素c[4]的结合到这一区域后，能引起Apaf-1多聚化而激活。Apaf-1具有激

7、活Caspase-3的作用，而这一过程又需要细胞色素c（Apaf-2）和caspase-9（Apaf-3）参与。Apaf-1/细胞色素c复合体与ATP/dATP结合后，Apaf-1就可以通过其CARD结构域召集caspase-9，形成凋亡体（apoptosome），激活caspase-3，启动caspase级联反应。3．Bcl-2家族Bcl-2[5]为凋亡抑制基因，是膜的整合蛋白，其功能相当于线虫中的ced-9。现已发现至少19个同源物，它们在线粒体参与的凋亡途径中起调控作用，能控制线粒体中细胞色素c等凋亡因子的释放

8、。Bcl-2家族成员都含有1-4个Bcl-2同源结构域（BH1-4），并且通常有一个羧端跨膜结构域(transmembraneregion,TM)。其中BH4是抗凋亡蛋白所特有的结构域，BH3是与促进凋亡有关的结构域。根据功能和结构可将Bcl-2基因家族分为两类（图15-7），一类是抗凋亡的（anti-apoptotic），如：Bcl-2、Bc