中山大学研究生学刊（自然科学、医学版）
第33卷第3期JOURNAL OF THE GRADUATES VOL.33?3
2012SUN YAT-SEN UNIVERSITY（NATURAL SCIENCES、MEDICINE）2012
细胞凋亡研究进展*
阎海
(中山大学生命科学学院，广州510006)
【内容提要】细胞凋亡是当前生物学领域中研究的最新课题之一。细胞凋亡
在保证多细胞生物健康生存的过程中扮演着关键角色，对个体的正常发育具有
重要作用。它在多细胞生物的组织分化、器官发育、机体稳态的维持中有着重
要意义。目前对与细胞凋亡的研究已进入分子水平，在细胞凋亡的机制、相关
基因及其应用方面都取得了不小的进展。
【关键词】细胞凋亡;基因;应用;机制
引言
生物体内环境的稳定，不但依赖细胞的增殖和分化，也依赖于细胞的凋亡。细胞凋亡（apoptosis）是1972年由Kerr教授根据形态学特征首先提出的［1］，是一种由基因控制的细胞自主性死亡方式，是一种主动的、程序性的、细胞固有的生物学过程，又称细胞程序性死亡［2］（programmed cell death，PCD）。凋亡主要是形态学的概念，不同于主要功能性概念的死亡，是细胞程序性死亡的形式之一，与组织器官的发育、机体正常生理活动的维持、某些疾病的发生以及细胞恶变等过程均有密切关系［3，4］。从80年代末期开始，细胞凋亡成为了肿瘤病因学、病理学研究热点，人们对凋亡的认识逐渐深人，对凋亡发生分子机制的了解越来越透彻，然而也发现这一过程远非原来想象的那样简单，而是包含了复杂的调控机制。自90年代发现哺乳动物的细胞凋亡基因以来，细胞凋亡的研究引起了广大生物医学工作者的兴趣，近几年的研究在凋亡信号转导途径、凋亡的生化反应机制以及凋亡的基因调控等方面都取得了显著的进展。细胞凋亡已成为当今生物学研究最新热点之一。
1细胞凋亡的形态学特征
细胞凋亡具有独特的形态学特征，在光镜下，凋亡细胞主要表现为：细胞凝缩，染
*收稿日期：2012－09－27
作者简介：阎海，女，1990年出生，祖籍山西，中山大学生命科学学院09级逸仙班本科生，目前从事端粒及端粒酶相关研究，联系方式:1073194120@https://www.doczj.com/doc/8b15830857.html,
细胞凋亡研究进展
色质致密、边缘化，核凝集，染色体断裂形成核碎片。细胞质起泡，凋亡小体形成并从包体脱落，被周边细胞吞噬。用Feulgen染色可以显示凋亡小体中致密的核成分。在光镜下观察凋亡细胞应注意与坏死细胞的核浓缩、核碎裂的区别。坏死细胞胞质不是浓缩，而是显著肿胀，也不形成凋亡小体；组织中大量存在的坏死细胞，病灶周围伴有炎症反应，而组织切片中凋亡细胞往往为单个或者几个细胞散在分布。在电镜下，凋亡细胞主要表现为：细胞核缩小，电子密度增高，核膜皱缩，染色体密集于核膜下，分布不均匀，后来，核被分解成碎片，核碎片在胞质中与细胞器等成分一起被细胞膜包裹成圆形的凋亡小体。细胞质密度增高，细胞骨架可被破坏，但细胞器的结构可以保持到细胞凋亡后期。内质网在细胞凋亡后期扩张成泡状，与细胞膜融合成胞质气泡。这时，凋亡小体逐渐脱离细胞体，进入间质，于是凋亡小体被逐步解体。
尽管不同类型细胞的凋亡形态表现不完全相同，但基本变化是一致的。组织中凋亡的细胞往往分散于正常细胞之间，通过邻近细胞迁移或增殖代替凋亡细胞的空间。凋亡的过程快速而短暂，凋亡小体一经形成，停留在组织中可被辨认出的时间估计在4－9小时之间。细胞凋亡通常在形态上可明显辨认时，组织中可能已发生大量细胞凋亡。而且由于这种死亡过程不导致溶酶体和胞膜破裂，没有细胞内容物外泄，故不引起炎症反应，邻近凋亡细胞的其它细胞也无结构或功能上的异常，所以观察识别比较困难。
2细胞凋亡的机制
复细胞生物（metazoan）在凋亡过程中拥有相似的酶反应机制。
美丽线虫（Caenorhabditis elegans）长久以来一直作为研究细胞凋亡机制核心组分的一个良好的模型，研究发现了3个重要的基因：促进凋亡的CED－3、CED－4和抑制细胞凋亡的CED－9［5］。CED－3是一个蛋白酶，激活的CED－3可以水解靶蛋白从而使细胞死亡；CED－4与CED－3结合并促进CED－3激活，CED－9则与CED－4结合并阻止其激活CED－3。正常情况下，CED－9与CED－4和CED－3结合，因此，CED－3不处于激活状态。细胞凋亡信号会引起CED－9在上述复合体上解离下来，激活CED －3并最终发生凋亡。
脊椎动物则进化了一整套的基因家族：①哺乳动物caspases与CED－3同源；②Apaf －1基因与CED－4同源；③哺乳动物Bcl－2基因家族与CED－9在结构和功能上相似，但分为促进和抑制亚群［6，7］。
3细胞凋亡的相关基因
细胞凋亡这种生理性细胞死亡形式已经引起众多科学家的重视。其中，对引起细胞凋亡的相关基因的研究较为集中。
3.1bcl－2基因家族与细胞凋亡
bcl－2基因为一种重要的细胞凋亡负性调节因子［8］，是调节细胞凋亡基因家族的一个成员，它通过抑制凋亡而延长细胞的存活时间。对多种诱导细胞凋亡的因素如辐射、
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激素、生长因子等诱导的细胞凋亡有抑制作用，且可以抑制H2O2诱导的凋亡，还可拮抗另一原癌基因c－myc的致凋亡作用。
Bax基因是bcl癌基因家族中一类本身并不直接诱导细胞凋亡，但能明显加速死亡信号引起细胞凋亡的基因［9］。单体Bax不能诱导凋亡，但其可以形成同源聚体也可与bcl－2形成杂二聚体。当Bax与bcl－2共表达而形成二聚体时，可以拮抗bcl－2的凋亡抑制属性，二者在细胞中的比例似乎调控凋亡的发生［10］。
3.2Fas与细胞凋亡
Fas（又称APO－1或CD95），与bcl－2基因是凋亡相关基因中作用相反的两个典型代表。其为TNFR家族成员，基因产物为一跨膜糖蛋白。与其配体FasL或Fas抗体结合后，经特殊胞内蛋白介导，直接激活凋亡基因产物，诱导Fas蛋白所在的细胞凋亡。有研究表明，某些细胞在发生、发展过程中，Fas基因的表达不断加强，而凋亡抑制基因bcl－2的表达逐渐减少，最终导致细胞凋亡的发生，完成细胞代谢过程，达到细胞增殖与凋亡的平衡［11］。
3.3抑癌基因P53与细胞凋亡
抑癌基因P53编码产物与肿瘤的发生、发展相关，为肿瘤抑制基因，性质与c－myc 相仿。P53可分为两种类型，一种是可诱导细胞发生凋亡的野生型，另一种是具有抑制凋亡能力的突变型。野生型P53是作为细胞周期G1的控制蛋白而发挥作用的［12］，当DNA损伤时，P53编码的转录活化蛋白聚集在DNA损伤部位，使DNA受损细胞停止在G1期，阻止DNA复制，从而使DNA得到修复，若DNA受损细胞修复失败，则P53介导细胞凋亡。如果DNA受损细胞逃脱了P53的监控，细胞就在遗传物质变异的基础上不断增殖而癌变。
3.4ICE基因家族与细胞凋亡
IL－1β转化酶（interleukin－1βconverting enzyme，ICE）是一种半胱氨酸蛋白酶，过度表达可引起哺乳动物细胞凋亡，bcl－2可抑制其诱导的凋亡作用。
3.5c－myc与细胞凋亡
c－myc属于原癌基因，对细胞具有两方面的作用，既可参与细胞的增生转化，又可诱导或促进细胞凋亡的发生，是一种早期快反应基因，它的表达可以使细胞从G0期过渡到G1期，细胞周期变短，分裂加速。而在细胞分化时，c－myc表达降低，细胞生长受到抑制。c－myc可以诱导成纤维细胞、杂交瘤T细胞、白血病细胞等发生凋亡，且这种作用可因bcl－2或突变型P53的表达而被抑制。
与凋亡相关的基因中，目前研究较多的为P53、bcl－2及bcl－2家族基因。有研究表明bcl－2可以阻止P53诱导的细胞凋亡；而野生型P53可诱导bcl－2表达的减少及Bax表达的增加。另外，突变型P53可替代bcl－2的功能。这两种基因既相对独立，又存在相互的关系。
4细胞凋亡的主要意义
资料表明，细胞凋亡在许多方面发挥着从前鲜为人知的重大作用，与细胞的分裂、01
细胞凋亡研究进展
分化一样，是最基本的生物现象，是机体生存和发育的基础，涉及到生命活动的许多领域。
4.1细胞凋亡有利于清除有害细胞
在研究自身免疫性疾病、病毒感染和肿瘤的机制中发现自身反应性T、B淋巴细胞，某些病毒感染细胞和一些肿瘤细胞可以通过细胞凋亡方式被清除，机体也可能通过细胞凋亡方式保护自身［13－15］。
4.2细胞凋亡有利于清除多余细胞
在胚胎发育至某个阶段时，特定区域的细胞（群）就发生自然凋亡，通过清除这些“多余”细胞可有利于器官的形态发生。人胚第4周，鳃弓发生时共有6对弓动脉，至第6 9周，弓动脉的演变使其中第1，2，5对编程死亡，其他也部分凋亡以改建成动脉干等结构。脊髓背根运动神经元开始时数目很多，当所支配的肌肉发育相对恒定后，约一半运动神经元相继凋亡，清除多余神经元以利于神经肌肉间匹配。如在肢体发生中，早期的手和足形似桨板，只有某些多余细胞凋亡后，才能形成正常的指和趾［16］。
4.3细胞凋亡有利于清除完成正常使命的衰老细胞
人体红细胞分化成熟后是无核有功能的细胞，可成活约120d，然后自然死亡；动物表皮不断角化脱落，是细胞从有生命向无生命转化的过程；胃肠道上皮一边脱落死亡，一边再生补充，相互交替。这些有序的细胞编程性死亡现象是维持个体正常生理活动及功能表达所必需的。
4.4细胞凋亡有利于清除无用细胞
在形态发生过程中，一些遗迹随发育而凋亡，最终萎缩或消失。如人胚的尾芽和鳃的定期消亡；蝌蚪变成青蛙时尾巴受甲状腺素控制而退化；人的生殖腺早期并无性别差异，其性别分化决定于生殖腺细胞膜上有无H－Y抗原：如有，则生殖腺分化为睾丸，同时发育成女性生殖管道的中肾旁管（muller管）在雄性激素作用下有序凋亡；如无，则生殖腺分化为卵巢，同时发育成男性排精管道的中肾管退化。
4.5细胞凋亡有利于维持器官、组织、细胞数目相对平衡
细胞凋亡是同细胞增殖相反的过程，两者既对立又统一，相互协调，有条不紊。细胞生殖低下和凋亡过盛，引起器官萎缩。肿瘤的发生既与细胞增殖过度有关，又与细胞凋亡不足有关。
4.6细胞凋亡有利于清除发育不正常的细胞
大鼠视丘突起有精密的空间结构与视神经轴突相连系，在其视觉系统发育中没有形成正确神经元连接的细胞，被认为是通过有效识别后启动细胞凋亡机制而清除的，这就保证了发育的正常性。
5细胞凋亡在疾病防治中的部分应用
体内存在调控免疫细胞死亡的生理性机制，这对于清除潜在的自身反应性淋巴细胞以及免疫应答剩余的效应细胞或突变细胞具有重要意义。若该机制发生障碍，可导致多种疾病的发生，因此应用凋亡发生机理来探索、防治疾病的发生，是十分重要的。目前
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应用于临床防治的疾病包括以下几类：
5.1脑缺血引起的细胞凋亡
脑缺血引起的细胞凋亡，如新生儿窒息［17］、老年脑缺血、老年痴呆症等。可应用Caspase（一组半胱氨酸蛋白酶，是线虫凋亡基因ced－3的同源分子）抑制剂来防止。5.2肿瘤防治
细胞凋亡受阻在肿瘤的发病机制中占有重要地位，bcl－2的过度表达使细胞生理性死亡减少，从而导致肿瘤发生。应用bcl－2抑制剂可使肿瘤细胞发生凋亡。P53表达不足或突变亦可使肿瘤细胞死亡减少。至目前为止，临床上使用的放射疗法和化疗药物，均主要通过诱导肿瘤细胞凋亡而显示疗效。近年来有关细胞凋亡的研究取得了很大进展，但对其机制的研究尚有待于进一步的深入探讨。
5.3病毒感染
体内某些病毒感染可阻止细胞凋亡，使病毒在活细胞内繁殖，利用病毒或其蛋白产生抑制Caspase系统或利用小分子多肽来防止细胞凋亡。
5.4因心肌缺血、缺氧引起的细胞凋亡
心肌缺血缺氧，急性时，心肌纤维多为坏死，慢性发展时可产生心肌细胞凋亡，通过了解凋亡的发生过程，可以预防和治疗慢性心肌纤维细胞死亡［18］。
5.5过度凋亡所引起的疾病
过度凋亡所引起的疾病，如神经退行性疾病、视网膜退行病、移植排斥以及自身免疫性疾病，可采用Caspase抑制剂来预防［19］。
结语
综上所述，细胞凋亡与生命过程中的许多方面息息相关，在生命活动中扮演着不可或缺的角色。比如肿瘤的发生就是由于细胞原癌基因的激活和（或）抑癌基因的失活造成的，细胞凋亡的缺陷或受阻扰乱正常细胞的增殖、分化和死亡可能是肿瘤发生的基础之一。通过对细胞凋亡机理的阐明，可揭示许多生理和病理现象的本质，通过干预其调控过程，可以为某些疾病（特别是肿瘤）的预防与治疗开辟一个新途径。因此，关于细胞凋亡的研究有着十分重大的意义。尽管在过去数年，人们对凋亡机制的研究取得了十分迅速的进展，但仍有很多问题需要更进一步的了解。其中最主要的问题包括以下几点：新的凋亡调控相关基因的发现、凋亡精确的生化机制及其不同的信号转导途径的调控、相关疾病如肿瘤中凋亡分子机制的异常以及这些机制在疾病治疗中的意义等。因此，要想通过精致的调控网络完全清楚凋亡的复杂机制在目前看来仍尚需时日。除此之外，要把细胞凋亡干预发展成为一种临床治疗手段，也仍旧有待于进一步的研究。
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Research advances on cell apoptosis
Yan Hai
（School of Life Sciences，Sun Yat-sen University，Guangzhou510006，P．R．China）
【Abstract】Cell apoptosis is one of the newest research in biology．Apoptosis plays a key role in health and survival of multicellular organisms and plays an important role in the normal development of individuals．Apoptosis is significant in tissue differentiation，organ development and individual homeostasis．The new cells are produced，and the aging and mutant cells were cleared by apoptosis at the same time to ensure normal development and metabolism of organs and tissues．Great progress has been made on the study of the mechanism，associated genes and applications of cell apoptosis．
【Keywords】cell apoptosis；related genes；applications
【责任编辑：姚钟骁】
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细胞凋亡及相关因素的研究进展 论文摘要：细胞凋亡(Apoptosis)是一种生理性死亡Physiogicalcell death，PCD)，是细胞对内外信息刺激的 应答反应，[1]它与细胞的生长、分化一样．属于最基本的 细胞学事件或过程．它决定着生物体的基本特征和转归．是胚胎发生和个体发育中清除细胞以维持细胞数目正常的调 节机制。 [2]当组织细胞发生异常调亡时，即可引起疾病的发生。一般来讲．凋亡过多会引起退行性变或早衰，调亡过少．易诱发肿瘤。[3] 因此，细胞凋亡近年来引起生命科学研究领域的广泛关注。本文仅就细胞调亡的概念及相关因素作一简要的概述。 【Summary】 Apoptosis is a kind of Physiogicalcell death and a reaction of cells to around informations stimulate .[1] It is same as cells’ growth and differentiation which belong to the basic cell subject’s incident or process.it decide living things’essential character- Istics ,and used to clear away cells to keep it rgular number’s regulation mechanism in the procees of embryo occur and individual growth.[2]there will couse ill- Ness when the organization cells come into being particularly apoptosis .Generally speaking ,more cell
细胞凋亡与衰老 （作者:___________单位: ___________邮编: ___________） 【关键词】细胞凋亡；衰老 衰老是指增龄过程中机体出现的多器官渐进性功能减退，其确切机制并不清楚，有多种学说，如自由基学说、端粒学说和细胞凋亡学说等。以啮齿类动物为研究对象，肌肉、脑、心脏等多种衰老组织中均存在细胞凋亡异常〔1〕。细胞凋亡参与多种与衰老相关的病理过程，如骨质疏松、阿尔茨海默病等。目前细胞凋亡在衰老中的作用成为国内外研究热点，本文就二者的最新研究进展作综述。 1 细胞凋亡 细胞凋亡涉及一系列基因的激活、表达及调控，是机体为更好地适应环境采取的主动死亡，其参与许多重要生命活动，如胚胎发育、免疫防御和维持组织稳态等，对维持细胞增殖与死亡的平衡有重要意义。 1.1 细胞凋亡途径 1.1.1 外源性途径又称死亡受体途径，是由膜受体介导的细胞死亡过程。死亡受体是属于肿瘤坏死因子受体超家族的跨膜受体，其中研究较透彻的是Fas/FasL系统。Fas广泛分布于胸腺、肝、心、肾等
组织细胞表面。当Fas与其配体FasL结合后发生多聚化，与胞浆内死亡结构域结合蛋白（FADD）结合，活化胞浆caspase8，再活化凋亡执行者caspase3，水解蛋白质，启动核酸内切酶剪切DNA，造成凋亡。这是发育过程和免疫系统中最主要的凋亡途径。通过该途径可清除发育过程及免疫反应中活化的淋巴细胞。增龄过程中Fas表达呈上升趋势。衰老大鼠胸腺细胞和脾细胞凋亡速度加快，可能造成衰老机体免疫功能下降。 1.1.2 内源性途径以线粒体为核心，又称线粒体途径。该途径凋亡信号来自体内各种应激，如DNA损伤、氧化应激、紫外线、生长因子缺乏等。凋亡信号引起前凋亡蛋白Bax活化，Bax诱导线粒体释放细胞色素c（Cyt c）。进入胞质的Cyt c与凋亡蛋白激活因子（Apaf1）、caspase9前体组成凋亡体，激活caspase9，再活化caspase3引起细胞凋亡。线粒体也可释放凋亡诱导因子(AIF)和内切核酸酶G进入胞浆，二者转移到细胞核，断裂DNA。随着年龄增长，内源性凋亡途径逐渐变得活跃。 1.1.3 内质网应激介导的细胞凋亡内质网(ER)参与蛋白质合成及翻译后加工修饰。当非折叠或错折叠蛋白质在ER内堆积超过处理能力时，引起ER应激。ER应激的一个后果是细胞凋亡。位于ER膜上的Bak、Bax发生构象变化形成多聚体，使Ca2+进入ER，活化caspase12，引起下游级联反应，活化caspase9和caspase3。机体具有应对ER应激的保护措施，如使翻译起始因子eIF2去磷酸化，减少蛋白质合成。但衰老机体应对ER应激能力降低，eIF2磷
病毒感染与靶细胞凋亡 【摘要】病毒感染与靶细胞凋亡之间存在着密切的关系,细胞凋亡在维护机体正常功能中发挥着重要作用,宿主细胞的凋亡,导致被感染细胞的死亡和病毒的清除;病毒为了生存与扩散而抑制凋亡。在病毒感染引起细胞凋亡的过程中有许多基因和蛋白得到表达,并参与作用。另外，细胞因子和免疫细胞也直接或间接地参与了该过程。对细胞凋亡与病毒感染关系的进一步研究,为病毒感染性疾病的预防和诊治提供新的思路和手段。 【关键词】细胞凋亡病毒感染 细胞凋亡（apoptosis）又称程序性细胞死亡（programmed cell death，PCD）,是多细胞有机体为调控机体发育,维护内环境稳定,由基因控制的细胞主动死亡过程,是一种生理性细胞死亡。细胞凋亡既可自发产生,也可由特殊介导物在一定条件下诱导产生。 病毒（virus）是一种非细胞型的微生物,个体微小,结构简单,由蛋白质与核酸组成,缺乏产生能量的酶系统,只能在敏感的活细胞内以复制的方式进行增殖,为 严格细胞内寄生。病毒侵入机体并在易感细胞内复制增殖,与机体发生相互作用的过程称为病毒感染。病毒感染细胞后,宿主细胞对病毒感染表现出不同的反应:（1）细胞无明显变化；（2）因病毒的致细胞病变效应（cytopathic effect,CPE ）,引起细胞损伤、死亡；（3）引起细胞增生,继而使细胞死亡或使细胞继续生长失去生长控制,转化为癌细胞。
越来越多的资料表明,病毒感染与细胞凋亡有着密切的联系。一方面,病毒感染诱导细胞凋亡。另一方面,病毒感染抑制细胞凋亡。本文就近年来有关病毒感染诱导和抑制细胞凋亡的研究进展做一简述。 1 病毒感染诱导细胞凋亡 病毒感染细胞的凋亡,大多数由病毒编码的蛋白产物直接诱导,其次是病毒感染机体后,刺激机体细胞产生细胞免疫反应间接诱导。其机制是病毒感染细胞后通过关闭或干扰宿主细胞正常合成代谢诱发细胞凋亡,或由病毒编码的蛋白因子直接作用于细胞与凋亡有关的因子及蛋白水解酶而诱发细胞凋亡，主要有以下几种方式。 1.1 病毒蛋白直接诱导病毒进入机体细胞后,表达一些蛋白将会引起细胞凋亡过程。如人类免疫缺陷病毒（human immunodeficiency virus,HIV）是获得性免疫缺陷综合征（acquire immune deficiency syndrome,AIDS）病因。当HIV侵入人体后,能选择性地侵犯CD4分子的细胞,CD4分子是HIV包膜蛋白gp120的受体,结合后可激活钙通道,使CD4+细胞胞内Ca2+浓度增高,导致CD4+细胞凋亡。最终引起以CD4分子细胞缺损和功能障碍为中心的严重免疫缺陷,从而导致机会性感染和肿瘤。再如VBV的HBx蛋白、EB病病毒的gp350、HPV病毒的E2和E7蛋白［1，2］。 1.2 细胞毒性T淋巴细胞（CTL）间接诱导病毒感染机体后,刺激免疫系统,
1、细胞氧化 细胞生命活动过程中所需的能量约有95%是来自于线粒体，其来源是将细胞内的供能物质氧化、分解、释放能量，并排出CO2和H2O，这一过程称之为细胞氧化（cellular oxidation)，又称细胞呼吸（cellular respiration)。其基本步骤有：糖酵乙酰辅酶A（CoA)的形成、进行三羧酸循环及电子传递和化学渗透偶联磷酸化作用。酶能使细胞的氧化过程在此比较低的温度下进行，并释放出仅仅使细胞能够扑获和储存的能量。这个受生物学控制的氧化结果起初就和简单的燃烧现象一样：复杂的分子被降解为水，二氧化碳，并释放能量。这个过程中一些经过交换的电子永久地逃离细胞的呼吸或从呼吸中心遗漏掉并同周围的氧分子相互作用，产生有毒性氧分子—自由基。在细胞呼吸的过程中，估计有2-5%的电子转化为过氧化物分子和其他类型的氧化自由基，自由基的持续增加就对机体组织造成大量的氧化压力。自由基被认为与大约60种(而且至少是60种)疾病的发生有关，科学有证据证实，抗氧化剂能停止甚至逆转(在某些疾病中)由于自由基所导致的损伤。自由基与机体细胞发生作用后，给机体留下了毁灭性的灾难。在细胞膜上留下了许多微笑的孔洞，使细胞的分子结构发生改变，破坏了细胞的蛋白和脂类分子。一旦我们机体细胞内有足够的抗氧化剂储备，我们就能将自由基对机体的损伤程度降到最低。 2、OS 氧化应激（Oxidative Stress，OS）是指体内氧化与抗氧化作用失衡，倾向于氧化，导致中性粒细胞炎性浸润，蛋白酶分泌增加，产生大量氧化中间产物。氧化应激是由自由基在体内产生的一种负面作用，并被认为是导致衰老和疾病的一个重要因素。指机体在内外环境有害刺激的条件下，体内产生活性氧自由基（Reactive Oxygen Species，ROS）和活性氮自由基（Reactive Ntrogen Species，RNS）所引起的细胞和组织的生理和病理反应。ROS有超氧阴离子（.O2-）、羟自由基（.OH-）和过氧化氢（H2O2）等等；RNS有一氧化氮（NO）、二氧化碳（CO2）和过氧亚硝酸盐（.ONOO-）等等。由于它们可以直接或间接氧化或损伤DNA、蛋白质和脂质，可诱发基因的突变、蛋白质变性和脂质过氧化，被认为是人体衰老和各种重要疾病如肿瘤、心脑血管疾病、神经退行性疾病（老年痴呆）、糖尿病-最重要的危氧化应激和抗氧化不单纯是一种生化反应，它更有着极其复杂的细胞和分子机制，包括膜氧化、线粒体代谢、内质网应激、核的重构、DNA损伤修复、基因转录表达、泛素和泛素化、自吞和溶酶体、细胞外基质、信号传递、蛋白折叠等多重的细胞和分子改变。 3、ROS 需氧细胞在代谢过程中产生一系列活性氧簇( reactive oxygen species, ROS)，包括：O2 -·、H2O2 及HO2·、·OH 等。 4、细胞凋亡 细胞凋亡（apoptosis ）是维持正常组织形态和一定功能的主动自杀过程，是在基因控制下按照一定程序进行的细胞死亡，故又称为程序性细胞死亡（ PCD ） 5、SOD 超氧化物歧化酶Orgotein (Superoxide Dismutase, SOD)，别名肝蛋白、奥谷蛋白，简称：SOD。SOD 是一种源于生命体的活性物质，能消除生物体在新陈代谢过程中产生的有害物质。对人体不断地补充SOD 具有抗衰老的特殊效果。是生物体内重要的抗氧化酶，广泛分布于各种生物体内，如动物，植物，微生物等。SOD具有特殊的生理活性，是生物体内清除自由基的首要物质。SOD在生物体内的水平高低意味着衰老与死亡的直观指标；现已证实，由氧自由基引发的疾病多达60多种。它可对抗与阻断因氧自由基对细胞造成的损害，并及时修复受损细胞，复原因自由基造成的对细胞伤害。
【摘要】细胞凋亡是当前生物学领域中研究的最新课题之一。细胞凋亡是个体发育过程中由一系列蛋白调控的细胞主动死亡过程，在保证多细胞生物健康生存的过程中扮演着关键角色，对个体的正常发育具有重要作用。它在多细胞生物的组织分化、器官发育、机体稳态的维持中有着重要意义。其中bcl-2家族、caspase 家族、p53蛋白、survivin蛋白都是重要的凋亡调节因子，在细胞凋亡中相互联系，相互作用，从而调控细胞凋亡．本文探讨了bcl-2家族、caspase家族、p53蛋白、survivin蛋白对细胞凋亡的调控机制。 【关键词】细胞凋亡、 bcl一2家族、caspase家族、p53 蛋白、survivin 蛋白 引言 细胞凋亡是细胞的一种基本生物学现象，在多细胞生物去除不需要的或异常的细胞中起着必要的作用。它在生物体的进化、内环境的稳定以及多个系统的发育中起着重要的作用。细胞凋亡是多蛋白严格控制的过程，随着分子生物学技术的发展对多种细胞凋亡的过程有了较为深入的认识，但是迄今为止凋亡过程确切机制尚不完全清楚。而凋亡过程的紊乱可能与许多疾病的发生有直接或间接的关系。细胞凋亡是一个主动过程，它涉及一系列蛋白的激活、表达以及调控等的作用。其中caspase家族蛋白、Bcl-2家族蛋白和p53蛋白、survivin等在凋亡的信号转导中扮演着重要角色。 一、caspase家族蛋白 1.1 caspase家族蛋白介绍 caspase是半胱氨酸基天冬氨酸一特异性蛋白酶(cystei-nyl aspartate specific proteinase)即半胱氨酸天冬氨酸酶的缩写。Caspase半胱氨酸天冬氨酸特异性蛋白酶(Cysteinyl aspartate specific proteinase，Caspase)家族，也称为ICE/CED-3家族，是美丽线虫(Caenorhabditis elegans)死亡基因CED-3的同源物。这类蛋白酶与细胞凋亡形态学特征变化(如细胞膜空泡形成、核膜破裂、染色质聚集和边聚及DNA断裂等)以及一些生化改变关系密切。它们是一组存在于胞浆中的半胱氨酸蛋白酶，其共同特点是特异性断开天冬氨酸残基后的肽键。到目前为止，在小鼠和人类中，已经发现caspase家族至少有14个成员。细胞中合成的caspase以无活性的酶原状态存在，经活化后方能执行其功能。 1.2 Caspase分类 Caspase分为三大类：凋亡启动因子(apoptotic initiators)、凋亡执行因子(apoptotic executioners)和炎症介导因子(inflammatory mediators)，构成了级联放大效应。凋亡启动因子在级联反应的上游，包括Caspase-2、Caspase-8、Caspase-9、Caspase-10等,能在其它蛋白辅助下发生自我活化并识别和激活下游的Caspase。如Caspase-8几乎能激活所有凋亡级联反应下游的Caspase而诱发凋亡。凋亡执行因子在级联反应的下游，包括Caspase-3、Caspase-6和Caspase-7等，作用于其特异性底物并导致细胞凋亡。如Caspase-3，是Caspase家族中的最重要的凋亡执行者之一，是细胞凋亡过程中的主要效应因子。它的活化是凋亡进入不可逆阶段的标志。炎症介导因子包括
第六章细胞的生命历程 第3节细胞的衰老和凋亡教学设计 一、教材分析 细胞像生物体一样也要经历出生、生长、成熟、繁殖、衰老、死亡的过程，所以细胞的分裂、分化、衰老、死亡是生命的必然。那么个体衰老与细胞衰老的关系呢？细胞衰老有哪些表现呢？细胞衰老的原因是什么？细胞的衰老和凋亡是生命活动中必不可少的过程，衰老和凋亡有什么关系？这一连串的问题构成本节内容的主线。对于细胞衰老和凋亡的学习，能使学生对细胞的整个生命过程有个完整的认识。同时细胞衰亡机制的研究与生物科技的发展息息相关。对细胞衰 亡知识的学习，有助于培养学生的科学兴趣，培养学生的创新意识。 二、教学目标 1.知识与技能 (1)个体衰老与细胞衰老的关系。 (2)描述细胞的衰老的特征和原因。 (3)简述细胞凋亡的含义及与细胞坏死的区别。 2.过程与方法 (1)培养学生联系实际灵活应用知识的能力。 (2)学会进行与社会老龄化相关问题的分析。 3?情感态度与价值观 (1)探讨细胞的衰老和凋亡与人体健康的关系，关注老年人健康状况和生活状况
(2)通过有关衰老问题的讨论，树立科学的发展观。 三、教学重点难点 学习重点：1?细胞衰老的概念及特征。2?细胞凋亡的含义。 学习难点：细胞衰老与细胞凋亡的区别和联系。 四、学情分析 学生已经学习了细胞的增殖、分化的内容，对本节的内容已经有了初步的认识和理解，明确了细胞的分化、衰老和凋亡是一个自然的生命过程。本节的内容接近现实生活，可利用现实生活中的例子加以说明，培养学生知识的应用能力和知识的迁移能力。 五、课型：新授课教学方法：教学基本环节：情境导入、展示目标→合作探究、精讲点拨→反思总结、当堂检测→布置作业及预习 六、课前准备布置学生在课前预习细胞衰老与凋亡内容。教师制作课件。 七、课时安排：1课时 八、教学过程 【情景导入、展示目标】 教师展示刘德华的电影一一童梦奇缘的剧照：谁曾经没有幻想过一夜长大？谁又在垂暮之年没有产生过如果生命可以重来的念头？但是如果真的有那么一种方式，可以让你体验一下一夜长大的感觉，你会为此付出青春的代价嘛？ 问题1:人的一生必然要经历哪些生命历程：出生→生长→成熟→繁殖→→的生命历程。(学生思考回答)
第五章病毒与宿主细胞的相互作用 第一节病毒与宿主细胞的相互作用 1.1病毒感染及病毒性疾病 １.病毒感染(viral infection)：病毒侵入体内并在靶器官细胞中增殖，与机体发生相互作用的过程为病毒感染，有时虽发生病毒感染，但并不形成损伤或疾病。 ２病毒性疾病(viral disease)：感染后常因病毒种类、宿主状态不同而发生轻重不一的具有临床表现的疾病，称为病毒性疾病 ３病毒的感染性：病毒能够进入敏感细胞内，并能在其中生存的一种特性。取决于病毒的致病性、毒力及病毒的量。（具有种的特异性）。 ４显性病毒感染：有的病毒如天花病毒、麻疹病毒等进入机体，到达靶细胞后大量增殖，使细胞和组织损伤，机体出现明显的临床症状，这样的感染称为显性病毒感染或临床感染；按症状出现早晚、持续时间的长短以及病毒在体内持续存在状态等显性感染又分为急性病毒感染和持续性病毒感染两种。 ５病毒在宿主易感细胞内增殖造成细胞破坏与死亡，这种感染称杀细胞性感染。 ６病毒在细胞内增殖引起细胞变性、死亡裂解的作用称病毒的细胞病变效应（CPE）。 ７细胞凋亡：多细胞生物的一种生理性细胞死亡的过程，是形态上术语。细胞程序性死亡：细胞内特定基因的程序性表达介导的死亡，是功能性术语。 1.2病毒在机体内的散播 局部散播:病毒只在入侵部位感染细胞局部散播。 血行散播：病毒可在入侵局部增殖进入血液经血流或神经系统向全身或远离入侵部位的器官散播。 神经散播：HSV单纯疱疹病毒（herpes simplex virus）、VZV水痘-带状疱疹病毒、狂犬病病毒。 1.3病毒感染的条件 ａ．病毒的感染性：病毒能够进入敏感细胞内，并能在其中生存的一种特性。取决于病毒的致病性、毒力及病毒的量。（具有种的特异性）。 ｂ．合适的感染途径。 c．宿主的易感染性细胞：跟细胞表面的病毒受体、宿主机体的免疫状态、其他物理分子（如体温、营养及年龄、病毒的致病机制）有关。 1.4病毒的致病机理 病毒对细胞的致病作用包括来自病毒的直接损伤和机体免疫病理应答两个方面。敏感的宿主细胞被病毒感染后，两者相互作用下可表现为：杀细胞性感染；稳定状态感染；细胞凋亡；包涵体的形成；细胞增殖和转化；病毒基因的整合。 1.病毒对细胞的直接致病作用 由于病毒在细胞内增殖，干扰和破坏了宿主细胞的正常代谢，造成细胞死亡即所谓杀细胞效应(cytocidal effect)。 2.机体的免疫应答引起的免疫病理作用 病毒感染细胞后，细胞表面可产生新的病毒抗原，可诱发宿主产生免疫应答，也能造成
病毒感染呼吸道时机体的固有免疫和适应 性免疫的参与机制 以呼吸道病毒感染为例，当病毒入侵机体时将会产生以下几个阶段的防御反应。 一、呼吸道粘膜以及细胞分泌物的机械和化学屏障 当病毒通过呼吸道入侵机体时，首先遇到由完整粘膜组成的免疫系统第一道防线，黏膜产生阻挡作用的同时还通过纤毛的不断同向摆动，清除粘膜表面的病原体。除机械性作用外，粘膜细胞分泌的多种物质亦可阻挡病毒的入侵。 二、固有免疫细胞和免疫分子的免疫应答作用 当病毒突破机体屏障结构进入体内时，固有免疫细胞和免疫分子启动免疫应答——第二道防线。 首先发挥作用的是游离在血液中小吞噬细胞中性粒细胞，感染发生初期在炎性细胞因子等的作用下，血管内皮细胞表达E-选择素，诱导吞噬细胞表达相应配体，并与血管内壁黏附，沿内皮细胞表面滚动，以致穿越血管内皮，接着在趋化因子作用下向感染灶募集和迁移，聚集在感染灶的吞噬细胞PRR与病毒PAMP识别结合启动吞噬与杀灭作用。 NK细胞通过识别受感染的靶细胞表面HLA-I类分子，激活杀伤
活化受体，与HLA-I类分子表达下降的感染细胞表面相应配体结合，从而产生杀细胞效应。同时通过NKG2D和自然细胞毒性受体识别受病毒感染细胞高表达的相应配体，选择性的杀伤靶细胞。 此外，NKT细胞、B1细胞、γδT细胞、树突状细胞(DC)等也起到了相当重要的免疫应答作用。以上均为固有免疫的参与机制，为感染发生后的96小时内反应，固有免疫将贯穿整个免疫应答过程。 三、T淋巴细胞介导的细胞免疫应答 1.T细胞识别抗原 病毒被DCs吞噬、加工、处理后，以抗原肽-MHC II类分子复合物的形式表达在细胞表面，再将抗原呈递给初始CD4+ T细胞；而吞噬细胞通过对病毒的吞噬、加工、处理后，以抗原肽-MHC II类分子复合物的形式表达在细胞表面，再将抗原呈递给效应CD4+ T细胞和记忆CD4+ T细胞识别。由此激活由T细胞介导的细胞免疫应答。 被病毒感染的细胞通过表达病毒肽-MHC I类分子分子复合物，被初始CD8+ T细胞识别。 2.T淋巴细胞活化 CD4+ T细胞表面的TCR与ACPs表面的抗原肽-MHC II类分子复合物结合后，以及CD8+ T细胞表面的TCR与靶细胞表面病毒肽-MHC I类分子分子复合物结合后引发第一信号，促进免疫突触的形成，启动信号传导途径，导致T细胞基因表达改变，表达基因编码了介导T细胞生物学效应的蛋白质。同时，T细胞将第一信号整合，直至达
氧化应激与心肌 1957年美国克里夫兰临床中心，首先将大隐静脉搭桥术应用于冠心病病人，此后冠状动脉粥样硬化性心脏病血运重建治疗快速发展。冠状动脉溶栓术、经皮冠状动脉成形术、冠状动脉支架植入术、冠状动脉旁路手术已成为挽救缺血心肌的重要治疗方式。但血流恢复本身也会引起显著的损伤，部分患者在血供恢复后，出现细胞超微结构变化、细胞代谢障碍、细胞内外环境改变，导致缺血再灌注损伤（ischemia/reperfusion-associated tissue injury，IRI），临床表现为心律失常、心力衰竭等。IRI也出现在心脏手术、心脏移植、心肺复苏等临床情况后。目前研究表明细胞IRI的机制主要包括：氧自由基含量增多、细胞内钙超载、线粒体膜去极化等。氧化还原失衡是IRI发生的重要起始因素，但其机制和细胞中存在的保护机制尚不完全明确，本文重点对氧化应激与心肌IRI的研究进展做一综述。 1.氧化应激和ROS 氧化应激（oxidative stress，OS）主要是由于内源性和(或)外源性刺激引起机体代谢异常而骤然产生大量活性氧簇（ROS）。ROS是指在外层电子轨道含有一个或多个不配对电子的原子、原子团或分子，包括超氧阴离子（O2- ·）、过氧化氢（H2O2）、过氧亚硝酸盐（ONOO-）和羟基自由基（·OH）。ROS作为第二信使介导了许多生理性与病理性细胞事件，包括细胞分化、过度生长、增殖及凋亡。超氧化物歧化酶、谷胱甘肽过氧化物酶和过氧化氢酶作为体内清除自由基的重要物质，在维持体内氧化还原平衡方面发挥重要的作用。但在IRI过程中，参与合成ROS的酶体系增多，且活性更强，如NADPH氧化酶、线粒体黄素酶、黄嘌呤氧化酶、未偶联的一氧化氮合酶、细胞色素P450、脂氧合酶、环氧合酶和过氧化物酶体，ROS的生成量明显高于细胞内的清除能力，导致氧化还原失衡。ROS虽然半衰期很短，但具有极强的氧化活性，与细胞内脂质、蛋白质、核酸等生物大分子发生过氧化反应，造成细胞结构损伤和代谢障碍。 2.ROS的主要来源 NADPH氧化酶是细胞内ROS的最主要来源，是由催化亚基gp91phox或其同系物，即非吞噬细胞氧化酶1~4(NOX1~4) 、双功能氧化酶1~2(Duox1~2) ，跨膜亚基p22phox，胞浆亚基p47phox、p67phox等蛋白分子共同组成的多亚基蛋白复合体。NOX家族蛋白亚型与跨膜亚基、胞浆亚基结合并组装成有活性的复合体后发挥其生物学功能。活化的NADPH氧化酶复合物与NADPH结合并释放2个电子，通过黄素腺嘌呤二核苷(FAD)传递给亚铁血红素，与细胞膜的外侧的2个氧分子结合生成O2-，最后生成H2O2、过氧化硝酸盐(ONOO-) 、羟基团(-OH) 及其它基团[1,2]。NOX源性的ROS在维持机体稳态中是把双刃剑，NOX源性ROS 一方面在氧化还原信号通路中起到了第二信使作用，参与多种细胞生理功能；另一方面，在高血压、动脉粥样硬化以及心肌IRI的病程中发挥了重要作用，因此单一抑制NOX活性对治疗心肌IRI并不是最好的选择。Vincent等[3]研究发现在30分钟缺血-24小时再灌注小鼠模型中，NOX4基因敲除组与NOX1和NOX2敲除组相比，表现出更大面积的心肌梗死，提示内源性NOX4 在H/R损伤中可能发挥着心肌细胞保护作用。 黄嘌呤氧化酶（XO）是IRI中ROS产生的另一重要来源，与合成抗氧化剂尿酸的黄嘌呤还原酶（XDH）作用相反。XDH/XO活力受细胞因子、细胞内化学物质及激素的调节。细胞缺血时XO活力升高，并且A TP分解产物次黄嘌呤积聚，再灌注时O2大量介入，次黄嘌呤和氧在XO作用下反应生成O2- ·和H2O2。有研究指出，XO不仅通过合成ROS参与心肌缺血再灌注损伤，XO本身可以与白细胞产生相互作用，造成微循环阻塞，导致再灌注的无复流现象。此外，XO可以直接损伤血管内皮细胞（EC）或通过ROS间接损害EC，影响心肌血流再灌注[4]。 3.ROS与细胞损伤
细胞凋亡主要发生机制及相关作用研究 摘要 细胞凋亡是一种有序的或程序性的细胞死亡方式，是细胞接受某些特定信号刺激后在基因调控下所发生的一系列细胞主动死亡过程，通常来说是一种正常生理应答反应。目前认为细胞凋亡信号传导通路主要包括三种：内源性途径、外源性途径以及内质网途径。细胞凋亡的研究已成为当前生命科学研究热点之一。研究细胞凋亡的信号传导通路及其调控对进一步认识和治疗凋亡相关疾病有重要意义。 关键词：细胞凋亡信号传导通路疾病治疗
ABSTRACT Apoptosis is an orderly or programmed cell death way, is a series of cells active death process under gene regulation that after cell accepted certain specific signal stimulation, it is a normal physiological response. At presently, the cell apoptosis signaling pathways mainly includes three types: intrinsic pathway, extrinsic pathway, and the way of endoplasmic reticulum. The research of apoptosis has become the life science research hotspot. Researching cell apoptosis signaling pathways and regulation can get further understanding and also have the important meaning to treatment of apoptosis related diseases. Key words: A poptosis Signal conduct pathway Treatment of diseases
病毒与细胞凋亡
病毒与细胞凋亡 万文娟 2011302220031 摘要：细胞凋亡的概念、与细胞凋亡有关的病毒和基因、病毒调控细胞凋亡的机制 关键词：病毒细胞凋亡 1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。细胞凋亡与细胞坏死不同，细胞凋亡不是一件被动的过程，而是主动过程，它涉及一系列基因的激活、表达以及调控等的作用，它并不是病理条件下，自体损伤的一种现象，而是为更好地适应 生存环境而主动争取的一种死亡过程。根据形态学特征，细胞凋亡可分为三个阶段（1）：第 一阶段为核碎裂阶段，此阶段细胞要经过核固缩、染色质凝聚、胞浆浓缩等变化；第二阶段为凋亡小体形成阶段，包括细胞膜形成泡状突起、突起与胞体分离形成凋亡小体等过程；第三阶段为凋亡小体被临近细胞吞噬或凋亡小体自行降解阶段。 细胞凋亡的过程大致可分为以下几个阶段：接受凋亡信号→凋亡调控分子间的相互作用→蛋白水解酶的活化（Caspase）→进入连续反应过程 （1）凋亡的启动阶段 细胞凋亡的启动是细胞在感受到相应的信号刺激后胞内一系列控制开关的开启或关闭，客观上说对细胞凋亡过程中信号传递系统的认识还是不全面的，目前比较清楚的通路主要有： 1）细胞凋亡的膜受体通路：各种外界因素是细胞凋亡的启动剂，它们可以通过不同的信号传递系统传递凋亡信号，引起细胞凋亡。 2）细胞色素C释放和Caspases激活的生物化学途经：实验表明了细胞色素C从线粒体释放是细胞凋亡的关键步骤。释放到细胞浆的细胞色素C在dATP存在的条件下能与凋亡相关因子1（Apaf-1）结合，使其形成多聚体，并促使caspase-9与其结合形成凋亡小体，caspase-9被激活，被激活的caspase-9能激活其它的caspase如caspase-3等，从而诱导细胞凋亡。 （2）．凋亡的执行 尽管凋亡过程的详细机制尚不完全清楚，但是已经确定Caspase即半胱天冬蛋白酶在凋亡过程中是起着必不可少的作用，细胞凋亡的过程实际上是Caspase不可逆有限水解底物的级联放大反应过程。
山东医药2019年第59卷第17期 内质网应激的信号通路及其与细胞凋亡 相关疾病关系的研究进展 叶勇1，赵海霞2,张长城2 （1三峡大学第一临床医学院，湖北宜昌443000；2三峡大学医学院） 摘要:细胞凋亡是指生理性或者病理性因素触发细胞内预存的死亡程序，内质网应激（ERS）在细胞凋亡过程中发挥着重要作用。氧化应激、Ca"稳态失衡及缺氧等可引起蛋白质在内质网内的折叠受到抑制,促使未折叠蛋白聚集，引起ERS,激活未折叠蛋白反应，若此反应持续存在，则可诱发细胞凋亡。ERS包括PERK、IRE1、ATF6三条经典的信号通路，由PERK介导的信号通路能快速减少蛋白质的合成，减轻内质网的负荷；IRE1和ATF6介导的信号通路能增加内质网分子伴侣蛋白的合成，增加内质网蛋白的折叠、转运和降解的能力，减轻内质网的负荷。 ERS参与了心肌缺血再灌注损伤、衰老、骨质疏松、肝硬化、肿瘤等疾病的发生发展男十对ERS进行干预有望成为治疗凋亡相关疾病的重要靶点。 关键词：内质网应激;细胞凋亡;凋亡相关疾病 doi：10.3969/j.issn.1002-266X.2019.17.028 中图分类号:R329.2文献标志码:A文章编号：1002-266X（2019）174098-04 细胞凋亡又称为程序性死亡，是指生理性或者病理性因素触发细胞内预存的死亡程序,导致细胞自主有序的死亡。与坏死不同，凋亡是主动过程，涉及一系列信号通路的激活与调控，与细胞增殖共同 维持体内细胞数量的动态平衡。研究表明，内质网 应激（ERS）、线粒体通路、死亡受体通路及氧化应激等均参与了细胞凋亡的发生发展，其中ERS是目前的研究热点［1>2］o内质网是由细胞内膜构成的封闭网状管道系统，是真核细胞内重要的细胞器,主要负 通信作者：张长城(E-mail:greatwall@https://www.doczj.com/doc/8b15830857.html,) [21]Su V,Lau AF.Connexins:Mechanisms regulating protein levels and intercellular communication[J].FEBS Lett,2014,88(8): 1212-1220. [22]Liu P,Xia L,Zhang WL,et al.Identification of serum microR- NAs as diagnostic and prognostic biomarkers for acute pancreatitis [J].Pancreatology,2014,14(3)：159-166. [23]Bi Y,Wang G,Liu X,et al.Low-after-high glucose down-regula- ted Cx43in H9c2cells by autophagy activation via cross-regulation by the PI3K/Akt/mTOR and MEK/ERK(1/2)signal pathways [J].Endocrine,2017,56(2)：336-345. [24]李靖华，张涛，张胜逆，等.水通道蛋白-1及核因子k B在大鼠 重症急性胰腺炎肺损伤中的表达及意义[J].中华消化外科杂 志,2016,15(8)：830-835. [25]刘多谋，黄鹤光,周武汉，等.白细胞介素-1|3对人脐静脉内皮 细胞结构及水通道蛋白-1的影响[].中华肝胆外科杂志， 2014,20(2)：142-145.责分泌型蛋白和膜蛋白的合成、折叠、修饰及运输,同时也是细胞内Ca2+的主要储存库。在某些生理和病理条件下（如氧化应激、Ca2+稳态失衡及缺氧等）可引起蛋白质在内质网内的折叠受到抑制，促使未折叠蛋白聚集，激活未折叠蛋白反应，引起ERS o ERS包括未折叠蛋白反应、内质网相关性死亡和整合应激反应三个相互联系的动态过程，其中未折叠蛋白反应起重要作用［］。一定程度的ERS 有利于激活细胞的保护性适应机制，而ERS过强或持续时间过长，导致内质网的内稳态严重失衡，无法修复，则引起细胞凋亡［,］。因此，受损细胞往往会 [26]Zhang Z,Chen Z,Song Y,et al.Expression of aquaporin5in- creases proliferation and metastasis potential of lung cancer[J].J Pathol,2010,221(2)：210-220. [27]Cao C,Sun Y,Healey S,et al.EGFR-mediated expression of aquaporin-3is involved in human skin fibroblast migration[J]. Biochem J,2006,400(2)：225-234. [28]Crockett SD,Wani S,Gardner TB,et al.American gastroenter- ological association institute guideline on initial management of a-cute pancreatitis[J].Gastroenterology,2018,154(4):1096-1101. [29]陈康部?乌司他汀治疗急性重症胰腺炎疗效观察[]?中国误 诊学杂志,011,1(30)：7353-7353. [30]Xie Z,Chan E,Long LM,et al.High dose intravenous immuno- globulin therapy of the Systemic Capillary Leak Syndrome( Clark-son disease)J] .Am J Med,2015,128(1)：91-95. (收稿日期：2019-01-21) 98
细胞凋亡的研究进展 姓名：郝先行 学号：10000821 学院：通达学院
摘要：细胞凋亡(apoptosis)是机体正常细胞在受到生理和病理性刺激后出现的一种自发的死亡过程,是一个主动、高度有序、基因控制及一系列酶参与的过程。细胞凋亡在保证多细胞生物健康生存过程中扮演着关键角色,对个体的正常发育具有重要作用。机体在产生新生细胞的同时,衰老和突变的细胞通过凋亡机制而被清除,使器官和组织得以正常地发育和代谢。细胞凋亡发生异常会导致疾病的发生,如肿瘤、自身免疫性疾病、病毒感染等。本文概述了细胞凋亡的特征、分子机理、2条主要信号途径、检测方法、生物学意义及与疾病的关系。 关键词：细胞凋亡；分子机理；信号通路；检测方法；疾病 参考文献： 1.潘耀谦高丰.细胞凋亡与细胞坏死比较的研究进展[J].动物医学进展，2000，21(4)：5-8. 2.唐兆新高洪.细胞凋亡的生化特征和生物学意义[J].动物医学进展，1998，19(4)：1- 3. 3.高利波高洪.细胞凋亡与疾病防治[J].动物医学进展，2001，22(2)：37-38. 4.宋建领王金萍等.细胞凋亡的研究近况[J].云南畜牧兽医，2003(1)：5-7. 5.Kerr J FR., Winterford CM, Harmon BV. Apoptosis Its significance in cancer and cancer therapy[J]. Cancer ,1994 ,73 :2013～202 6. 6.Vaux DL. . Apoptosis timeline[J]. Cell Death Differ ,2002 ,9 :349～354. 7.杨宇泽师如意谷传慧.细胞凋亡的特征、检测方法及生物学意义[J].上海畜牧兽医通讯，2008(5)：67-67.
细胞凋亡机制的研究及其意义 摘要: 细胞凋亡是维持神经系统正常发育, 维持其免疫系统正常功能所必需过程。目前, 对细胞凋亡的研究已经成为生命科学领域研究的热点。本文就细胞凋亡的发生机制、基因调节机制等方面作一综述。 关键词: 细胞凋亡; 机制；意义 引言：细胞凋亡对机体的健康发育甚为重要，在生理条件下，它作为机体正常细胞群生长与死亡相协调的重要方式，有利于清除多余的细胞、无用细胞、发育不正常细胞、有害细胞、完成正常使命的衰老细胞；有利于维持机体细胞群的自身稳定，从而维持器官组织的正常发育。细胞凋亡过少时，机体易患肿瘤性疾病、自身免疫性疾病；细胞凋亡过多时，机体易患神经系统方面的疾病。人的艾滋病等疾病之所以发生，主要是由于机体细胞凋亡发生异常的结果。 正文： 1、细胞凋亡机制 1.1 信号传递机制 凋亡一般由细胞外的调节因素与其在细胞表面的受体结合而启动。经活化的受体又启动胞内第二信号系统，激活核酸内切酶，引起DNA裂解，进而引发细胞凋亡。细胞外的调节因素包括生理活性因子：如肿瘤坏死因子、转化生长因子及表皮生长因子等；非生理因素：如X射线、紫外线、一氧化氮、毒素及化疗药物等；感染因素：如EB病毒、腺病毒及HIV病毒等。有学者认为，细胞凋亡的信号传导能使用或部分利用细胞增殖和分化过程中的传统信号途径。传统信号途径包括G 结合蛋白信号途径和酶蛋白信号途径，前者可以调节第二信使cAMP和钙离子的生成，细胞内cAMP和钙离子浓度的变化可以对细胞凋亡产生影响；后者可通过酪氨酸蛋白激酶（PTK）、Ras-MAPK或JaK-STAT等途径参与凋亡信号的传导。但众多研究表明可直接启动细胞凋亡的信号途径或死亡信号途径是两种死亡因子，即肿瘤坏死因子和Fas配体与细胞膜表面的相应受体TNF受体和37? 结合以后所发生的凋亡反应。目前对TNF和FasL与相应受体结合所介导的细胞凋亡信号途径及其机制已取得了突破性进展 1.2 酶学机制 1.2.1 caspases蛋白酶 胱冬蛋白酶（caspases）是近几年研究的热点之一，属于ICE/CED3蛋白酶家族成员，目前发现至少有14种之多,分别命名为caspases1-caspases14。与细胞凋亡密切相关，它是通过级联反应，最终激活核酸内切酶来实现的。也有人认为凋亡并不总是引起caspases的释放，而caspases的释放也并不总是引起凋亡，很可能还与细胞的迁移和分化有关.。蛋白酶前体可在天冬氨酸位点上被切断成3部分，H2N端是抑制区域被移去，另一端COOH端断裂成一大一小亚单位
细胞凋亡与免疫 细胞凋亡（apoptosis），又称程序性细胞死亡(PCD)，指的是细胞将自身裂解为许多膜包小泡的一种精确调节的细胞死亡过程，是目前生物界最热门的话题之一。细胞凋亡之所以引起学者们的广泛关注，在于它在保证许多生物的健康生存上起到了十分关键的作用。它在生物的发育过程中塑造了神经系统，并且保证了免疫系统行使正常功能。细胞凋亡是免疫应答和免疫调控的重要形式之一，免疫细胞的增殖与分化过程是与免疫细胞的正常死亡相统一的，免疫应答的效应过程也是与靶细胞的死亡相伴随的。细胞凋亡的研究也是免疫学的重要课题。 1.概念 1972年，Kerr首先提出细胞凋亡是不同于坏死的一个主动的自我破坏过程。1980年，Wyllie等在糖皮质激素诱导胸腺T细胞死亡的过程中，观察到一系列形态学和生物化学的变化，与常规坏死不同，认为这是细胞内基因调控发生的有序的死亡过程，并提出了细胞程序性死亡（PCD）的概念。作为生命过程中同一个过程的两个方面，凋亡和增生同样不可缺少，二者是辨证统一的。对免疫学来说，细胞凋亡有特殊的意义。免疫系统识别外来异物和自身组织的形成，必须依靠对自身起反应的淋巴细胞的删除，而这种删除主要是通过细胞凋亡来完成的。淋巴细胞对靶细胞的杀伤过程部分也是通过靶细胞凋亡来实现的。细胞凋亡如果出现紊乱，机体可能出现严重的病理状态，如肿瘤、白血病、自身免疫性疾病（类风湿性关节炎、系统性红斑狼疮、强直性脊柱炎等）、免疫缺陷等。以下对细胞凋亡的基本机制、信号传导、分子事件及疾病治疗等方面的研究成果综述如下。 （1）基本机制 多细胞动物体内的细胞具有一套相似的酶系统，激活后可以启动细胞凋亡。线虫Caenorhabditis elegans是研究细胞死亡机制的一种很好的生物模型。C.elegans 的三种基因产物：CED-3，CED-4和CED-9对凋亡而言是十分重要的，CED-3和CED-4促使凋亡，CED-9抑制凋亡。CED-3是一种caspase,即一种半胱氨酸蛋白酶，它在天门冬氨酸存在的部位之后切断蛋白。CED-3是一种酶原，通过自身切割而活化。CED-4与CED-3结合并激活CED-3，CED-9与CED-4结合从而阻断CED-4激活CED-3。通常，CED-9与CED-4和CED-3形成复合物是CED-3保持无活性状态。当引起细胞凋亡的刺激发生时，CED-9会分解从而活化CED-3，继而导致细胞死亡。脊椎动物已进化出一整套基因族，类似于C.elegans的死亡基因。哺乳动物的caspase类似于CED-3。Apaf-1是目前唯一已知的哺乳动物体内CED-4类似物。哺乳动物Bcl-2基因族产物与CED-9有关，但包括两个蛋白亚群，一个亚群抑制凋亡，一个亚群促进凋亡。 （2）死亡受体直接介导凋亡机制 从细胞生存环境发出的生存信号和内部感受器对细胞完整性的感知使细胞的凋亡机制随时处于戒备状态。一旦细胞失去与外界的联系或内部发生难以修复的损伤则启