细胞凋亡与疾病35332 PPT课件

DNA电泳结果 凋亡细胞DNA链断裂示意图
三、细胞凋亡的调控
• （一）细胞凋亡相关因素：
• 1、诱导性因素：启动预定程序的因素。
• （1）激素和生长因子失衡：
•
激素和生长因子是细胞正常生长必不可少的因素，两者失
衡可启动凋亡。如应激时糖皮质激素增加可启动淋巴细胞凋亡。
• （2）理化因素：
•
放射线、高温、强酸、强碱、乙醇、抗癌药、氧自由基等。
B．Ni(OH)2
C．Cd
D．NiO(OH)
2、判断下列原电池中的正负极:
A
B
C
D
方法归纳：
原电池正负极判断方法：
1、根据两极材料判断 2、根据电子或电流的方向判断 3、根据电解质溶液离子的定向流动方向判断 4、根据原电池两极的反应来判断 5、根据现象判断
考查二： 电极反应方程式的书写
(07宁夏高考)将锌片和银片浸入稀硫酸中组成原电池， 两电极间连接一个电流计。
•
受损、突变、衰老的细胞以及针对自身抗原的细
胞、癌前病变细胞等大多通过细胞凋亡清除。
•
3、防御功能：
•
被病毒感染的细胞通过细胞凋亡、DNA降解，阻止
病毒复制。
二、细胞凋亡过程与调控
• （一）细胞凋亡过程： • 1、凋亡信号转导、凋亡基因的激活、细胞
凋亡的执行、凋亡细胞的清除： • 细胞内外因素通过受体、第二信使（cAMP、
回归课本：
阅读选修《化学反应原理》P12页 以铜锌原电池为例复习归纳原电池原理
真题巩固：
（07全国II理综）在盛有稀H2SO4的烧杯中放 入导线连接的锌片和铜片，下列叙述正确 的是 D
A．正极附近的SO42—离子浓度逐渐增大 B．电子通过导线由铜片流向锌片 C．正极有O2逸出 D．铜片上有H2逸出

是病理学家Kerr等人在1972年提出的 不同于坏死的细胞死亡的新概念。
由体内外因素触发细胞内预存的死亡 程序而导致的细胞死亡过程。
也称为程序性细胞死亡
(programmed cell death，PCD)
2020年10月2日
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apoptosis 概述
近年来细胞凋亡和 PCD常被做为同义词 使用，但有学者认为两者是不同的概念：
➢ 细胞凋亡是一个形态学概念，如染色质着 边及DNA梯状条带等；
➢ PCD是一个功能性概念，不一定有上述形 态学变化。Biblioteka 2020年10月2日4
细胞凋亡与坏死的区别
apoptosis 概述
➢ 细胞坏死通常由严重损伤因素所致，如毒物 中毒、严重缺血、缺氧、强酸、强碱、强大 电流等，正常组织细胞不发生坏死。
2020年10月2日
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apoptosis
Sydney Brenner H. Robert Horvitz John E. Sulston
2002年10月7日英国人悉尼·布雷诺尔、美国人 罗伯特·霍维茨和英国人约翰·苏尔斯顿, 因在器官发 育的遗传调控和细胞程序性死亡方面的研究获诺贝 尔生理与医学奖。
溶酶体相对完整，局部 无炎症反应 有
有
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apoptosis
Two Different Types of Cell Death
2020年10月2日
7
概述
在小鼠肌肉中生长的P815肿瘤细胞中因
缺血诱导的坏死, 示浓缩的染色质块的病
态的边缘、膨胀的线粒体和分解的膜。
2020年10月2日
脱接触
→胞膜空泡化(blebbing) →固缩(condensation) →出芽(budding) →染色质边集(margination)

内容
细胞坏死
细胞凋亡
性质 病理性，非特异性 生理性或病理性，特异
性
诱导 强烈刺激，随机发生 较弱刺激，非随机发生
因素
生化 被动过程，无新蛋白 主动过程，有新蛋白合
特点 合成，不耗能
成，耗能
形态 细胞结构全面溶解、 胞膜及细胞器相对完整整
变化 破坏、细胞肿胀
细胞皱缩，核固缩
内容 细 胞 坏 死
细胞凋亡
⑵凋亡蛋白酶(caspase)的激活及作用:
caspase为天冬氨酸特异的半胱氨酸蛋白酶又 称半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶。它们有两个特征：
①都是含有半胱氨酸的蛋白酶； ②作用部位都在天冬氨酸残基后的位点。 最早发现的是ICE(即caspase-1)。已发现14个成 员，这些caspases成员在氨基酸序列、空间结构及 底物特异性上均有相似性；合成前均以凋亡蛋白酶 前体（酶原）(procaspase)(30-50kD)形式存在 。
❖概述
细胞凋亡(apoptosis，APO)
在生理和病理条件下，由体内外因素触发细 胞内预存的死亡程序而导致的细胞死亡过程， 即细胞在自身基因调控下进行的一种主动死亡 过程，故又称程序性细胞死亡(PCD)。
有人认为前者为形态学概念，后者为功能性 概念。
控制细胞凋亡的基因又称为“自杀基因”。
细胞坏死与凋亡的比较
细胞凋亡与疾病(ppt)
（优选）细胞凋亡与疾病
2002年诺贝尔生理与医学奖获得者
Sydney Brenner H. Robert Horvitz John E. Sulston
2002年10月7日英国人悉尼·布雷诺尔、美国人罗伯特·霍维茨和英国人 约翰·苏尔斯顿，因在器官发育的遗传调控和细胞程序性死亡方面的研 究获诺贝尔诺贝尔生理与医学奖

细胞凋亡异常和疾病
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线粒体通透性转换孔 (permeability transition pore，PTP)
■正常情况关闭
■开放后可导致ΔΨm下降而诱发凋亡
细胞凋亡异常和疾病
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■细胞凋亡的信号转导
1.死亡受体介导的凋亡通路
1）死亡配体：属于TNF超家族，如TNF-α、Fas配体。 2）死亡受体：可与相应配体结合，传递细胞凋亡信
3）作用：●灭活凋亡抑制物 ●分解核膜下板层结构（lamins） ●分解细胞骨架相关活性蛋白
●瓦解核结构成碎片
细胞凋亡异常和疾病
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■细胞凋亡的基因调控
1.抑制凋亡基因，如Bcl-2、Bcl-XL等
Bcl-2（B细胞淋巴瘤/白血病-2基因）
1）特点： 是第一个被确认的抑制凋亡基因； 主要分布在线粒体内膜、细胞膜内表面等。
阻断凋亡抑制蛋白
凋亡
细胞凋亡异常和疾病
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■细胞凋亡的执行
1.Caspase（Asp特异的半胱氨酸蛋白酶） 1）Caspase家族简介
●富含半胱氨酸。 ●第一个被发现的是Caspase1，也被称为ICE。 ●有14个家族成员（1998），分别是Caspase1-14 。
细胞凋亡异常和疾病
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2）分型：启动型caspase-8～10 效应型 caspase-3、6、7
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⒈肿瘤
㈠ 细胞凋亡不足
●肿瘤发生的主要途径是增殖过度、凋亡不足； ●抑制凋亡基因Bcl-2基因过高表达→凋亡衰减（前列腺癌）； ●促凋亡基因如p53基因突变或缺失，肿瘤发生率↑。
细胞凋亡异常和疾病
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2.病毒感染性疾病
■病毒逃避宿主防御机制：灭活P53、ICE、表达 Bcl-2或Bcl-2样蛋白。

细胞坏死
apoptosis 概述
一般过程：因补体反响或烈性病毒感染破坏了质 膜，或者能量依赖性离子泵被破坏产生的钠钾等 离子沿着各自的浓度梯度进入细胞，从而导致细 胞吸水膨胀，最终破膜而死。
特征：线粒体膨胀，细胞骨架降解，溶酶体释放酶， 细胞核内染色质沉淀靠近核膜边，蛋白质合成下降， 由于膜破裂，出现炎症反响。
移，使骨架蛋白交联形成，有利于凋亡小体形成。
3〕激活核转录因子，加速细胞凋亡相关基因的转录。
4〕Ca 2+在ATP的配合下使DNA舒展，暴露出核小体之 间的连接区内的酶切位点。
apoptosis
〔二〕细胞凋亡信号的转导
多样性：不同种类的细胞有不同的信号转导系统
偶联性：死亡信号的转导系统与细胞增殖、分化过 程中的信号转导系统在某些环节上有穿插、偶联。
apoptosis 概述
凋亡的病理意义
•器官功能障碍 •恶性肿瘤发生
apoptosis
细胞凋亡过程的三个阶段
• 诱导期 • 效应期 • 降解期
apoptosis
凋亡
诱导 +受体 因素
cAMP
死
Ca2+
亡
神经酰胺
信
〔第二信使〕 号
诱导期
Dnase激活 Caspases激活
降解期
凋亡相关基因激活
效应期 巨噬细胞吞噬 分解凋亡细胞
分布：造血细胞，上皮细胞，淋巴细胞等多 种瘤细胞
抗凋亡机制： •直接抗氧化 •抑制线粒体释放促凋亡蛋白质 •抑制凋亡调节蛋白对细胞的毒作用 •抑制凋亡蛋白酶的激活
P53基因
wtP53
修复受损的DNA，如修复失败那么诱导细胞
凋亡
射线，毒素

↓
死亡信号
↓
凋亡相关基因激活
↓
DNase激活 、Caspases激活
↓ 巨噬细胞吞噬，分解凋亡细胞
二、凋亡时细胞的主要变化：
（一）细胞凋亡的形态学改变：
光镜下的改变：微绒毛消失 胞膜空泡化、细胞固缩 出芽、染色质边集、 凋亡小体
电镜下的凋亡小体： 透亮空泡＋不透光的核碎片
胸腺细胞
正常
凋亡
胸腺细胞
一、氧化应激在 细胞凋亡中的作用
氧化应激是由于体内活性氧相对超负荷 引起的一种细胞应激，既可引起细胞损伤 也可引起细胞凋亡。
活性氧（ROS)：由氧形成、化学性质
较基态氧活泼的含氧代谢产物总称。 氧自由基：O·2 ，OH· 非自由基的含氧物质：1O2 ，H2O2
Bcl-2抗凋亡的主要机制：
①直接的抗氧化应激 ②抑制线粒体释放促凋亡的蛋白质，
如：细胞色素C、凋亡诱导因子（AIF） ③抑制促凋亡调节蛋白Bax、Bak的细胞毒作用 ④抑制凋亡蛋白酶（caspases）的激活：
阻断Apaf的功能 ⑤维持细胞钙稳态：阻断Ca2+ 从内质网释放
EIB
腺病毒5型编码的早期即刻蛋白B
肝细胞
TNF
靶细胞
CTL
靶细胞
抗癌药
癌细胞
HIV
CD4＋淋巴细胞
2、抑制性因素：
细胞因子（IL-2、神经生长因子） 激素（ACTH、睾丸酮、雌激素） 病毒（腺病毒、EB病毒、牛痘病 毒） 其他：Zn2+、半胱氨酸蛋白酶抑制剂
（二）细胞凋亡信号的转导
凋亡诱导因素→细胞→细 胞凋亡信号→信号转导途 径→激活凋亡程序→细胞 凋亡
丝、苏氨酸残基磷酸化
细胞凋亡
3、Fas蛋白／Fas配体信号系统