8细胞凋亡与疾病4 PPT课件

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近二十年来，特别是90年代初细胞凋亡已成 为生物学和生物医学的研究热点，其研究论文在 世界各种学术杂志上发表数量呈指数级增长。 • 1994 年美国著名《科学》杂志主编 Cubtta 和 Koshland将细胞凋亡评为当年世界生命科学中仅 次于DNA修复酶的第二个研究热点。 • 经过无数研究证明细胞凋亡是一种具有特征 形态和生化改变的过程，是一系列基因活动引起 的级联反应的结果。有利它性，使周围的细胞生 长得更好，或是发育过程或是免疫功能的需要。
近年来，逐渐认识到细胞凋亡有其特殊的生物学 意义，引起了发育生物学、细胞生物学、免疫学、 神经生物学、分子生物学、肿瘤学和研究工作者的 广泛兴趣，形成了一个新的研究热点。
二、与细胞凋亡有关的基本概念 细胞凋亡在临床疾病的发生与发展中的作 用，愈来愈受到人们所关注。 近代概念认为：
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称为细胞凋 亡(apoptosis) 。
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现在认为，细胞凋亡在有机体的正常发生、组 织重建、老化和应答不可恢复的损害中具有重要 意义；细胞凋亡的失控，可能成为肿瘤、神经退 化性疾病及免疫缺陷等多种疾病的病因。
细胞凋亡研究中的重要事件
1. l972年 Kerr、Wyllie、Currie首次提出 细胞凋亡这一划时代的生物学概念。 2. 1980年Wyllie发现核酸内切酶激活引起 凋亡细胞 DNA特异性梯形带的形成，提醒 世人细胞凋亡的重要性，并重新点燃和激 起世界范围内对细胞凋亡研究的热潮。
细胞凋亡与疾病
Apoptosis and Disease
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第一节 第二节 第三节 第四节 第五节 第六节
概 述 细胞凋亡过程与调控 细胞凋亡的发生机制 细胞凋亡与疾病 细胞凋亡在疾病防治中的意义 细胞凋亡的检测
第一节
概 述
一、发展研究史 1972年病理学家Kerr等首先提出细胞凋亡 (apoptosis)的概念，引起人们对这一生物学现 象的兴趣。尤其是wyllie等1980年揭示了细胞 凋亡独特的生物学特征，即180-200bP单体或 寡聚核小体 DNA 片段，电泳谱为典型的“梯 形带”(ladder pattern)，使其倍受世人关注。
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(二) 细胞凋亡与有丝分裂(mitosis)
与有丝分裂的细胞增殖活动相比，细胞发生凋亡 时，像秋天的树叶或花的自然凋落(falling off)一样， 这种生物学现象，借用希腊词“apoptosis”来表示， 意思是秋天的树叶或花的自然凋落，译为“细胞凋 落”. • 有丝分裂:细胞的分裂与分化，其与机体的生长发 育密切相关。 • 细胞凋亡:由细胞内某些特定基因所决定，具有特 殊的生物学意义，是一种细胞的主动死亡过程。 • 二者虽互为对立，正常情况下，在机体内处于动 态平衡，以维持机体细胞数量的平衡和自身的稳定 (如蝌蚪青蛙尾巴消失现象) 。
（三）细胞凋亡与细胞坏死(necrosis)
是多细胞生物细胞死亡的两种不同形式，在形态学、生 化代谢、分子机制、结局和意义等方面都有本质的区别：
细胞凋亡与坏死的比较
坏死
1.性质 2.诱导因素 3.生化特点 4.形态变化 病理性，非特异性 强烈刺激，随机发生 被动过程，无新蛋白 合成，不耗能 细胞结构全面溶解、 破坏 细胞无
生理条件下，细胞死亡是机体对衰老或畸 变或其他任何一种不需要的细胞(如炎性细胞、 过度增殖的细胞等) 的清除方式；但在某些病 理生理条件下发生的细胞凋亡，则可能引起 器官或组织的损伤，即引起临床疾病。
（一）细胞凋亡与程序性细胞死亡
• 细胞凋亡是细胞在一定的生理或病理条件下,遵 循自身的程序，自己结束生命的过程，最后细胞脱落 离体或裂解为若干凋亡小体，被其他细胞吞噬.。 现在很多情况下，细胞凋亡亦称为程序性细胞死 亡(programmed cell death , PCD)。PCD这一概念已为 科学家广泛接受。但不同的人对PCD概念的解释有所 不同。一般而言，细胞凋亡是一个形态学的概念，是 对细胞凋亡时所见到的固定形式的形态学描述，而 PCD是功能上的概念。PCD是发生于生长发育过程中 的生理性细胞死亡，而细胞凋亡则是PCD的最常见、 研究最多的方式。
凋亡
生理性或病理性，特异性 较弱刺激，非随机发生 主动过程，有新蛋白合成， 耗能 胞膜及细胞器相对完整 细胞皱缩，核固缩 DNA片段化(180—200bp)， 电泳呈“梯”状条带 溶酶体相对完整， 局部无炎症反应 有 有
5.DNA电泳
6.炎症反应 7.凋亡小体 8.基因调控
三、细胞凋亡的生理和病理意义 凋亡作为生理过程，有以下三项作用： 1. 确保正常发育生长 机体的发育、生长过程并不仅仅与细胞的增殖 与分化有关，凋亡在器官组织的形成、成熟过程 中也发挥了重要作用。它可以清除多余的、失去 功能价值的细胞。例如：人胚胎肢芽发育过程中 指(趾)间组织，通过细胞凋亡机制而被逐渐消除， 形成指(趾)间隙。 2. 维持内环境稳定 受损、突变或衰老的细胞如果存留体内就可能 干扰机体功能，甚至演变为多种疾病(如肿瘤)。维 持内环境的稳定，机体必须及时将这些细胞清除， 清除的主要方式就是凋亡。
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1993年底发现ICE家族在细胞凋亡发生中的作用。 caspases蛋白酶在细胞凋亡中的作用（1996） Bcl-2家族及其作用。 Fas (Apo-l，CD95)死亡受体家族的发现。 细胞凋亡信号传导系统的基本框架及组成。 许多疾病与细胞凋亡的基本关系。（1995）
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细胞凋亡学说的建立是20世纪生物医学科学发 展史上的里程碑。目前已经能够从分子水平了解调 控细胞凋亡的分子和其形态变化的一些分子基础。
当细胞的聚二磷酸腺苷核糖聚合酶(PARP)、 Lamin—1、核DNA和拓扑异构酶、-fodrin和-肌 动蛋白等分子被降解，使不同类型细胞的凋亡产生 相似的形态特征。如Lamin、拓扑异构酶的降解使 染色质失去核内的附着，变为浓缩；核酸内切酶的 被激活而切断DNA，使核小体之间发生断裂，在电 泳下呈现阶梯状特点， - fodrin、 - actin被降解， 使细胞膜和细胞骨架受到影响；凋亡的细胞形成多 个凋亡小体。 说明细胞死亡也像细胞的生存一样是受分子调 控的，在进化中也是保守的。