细胞凋亡.pptx

一、定义
体内外因素触发细胞内预存的死亡程序引起的细胞死亡过程。
细胞凋亡的生理意义:
1、确保正常生长、发育:
胚胎发育过程中,指(趾)间组织通过细胞凋亡形成指(趾)间隙。
2、维持内环境稳定:
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、神经酰胺)进入细胞内信号转导途径,启动凋亡基因、合成或激活执行凋亡所需的酶和相关物质(核酸内切酶、凋亡蛋白酶),细胞解体,凋亡细胞被邻近的吞噬细胞清除。
细胞凋亡过程
凋亡诱导因素
+
受体
cAMP
Ca++
神经酰胺
死亡信号转导
凋亡相关基因激活
DNase
Caspases
激活
巨噬细胞
吞噬分解
凋亡细胞
2、凋亡细胞的主要变化
形态学:
(1)表面微绒毛消失,脱离周围细胞。
(2)胞浆脱水、体积缩小、固缩。
(3)内质网扩张与胞膜融合形成膜表面芽状突起(出芽)。
(4)核固缩成团、染色质集中分布在核膜的边缘呈新月性、马蹄形。称染色质边集。
(5)胞膜内陷分割包裹胞浆形成泡状小体。称凋亡小体(细胞凋亡的特征之一)。
凋亡小体形成后迅速被吞噬细胞清除,没有细胞内容物外漏、不伴有炎症反应。
生化学的变化
(1)DNA片断化:
核小体(200个核苷酸)之间的连接区受核酸内切酶作用断裂,形成片断。在琼脂糖凝胶电泳中呈现特征性的“梯状”条带,这是判断凋亡的客观指标之一。
(2)核酸内切酶的激活:
该酶以无活性的形式存在于细胞核内。凋亡基因启动后,通过细胞内Ca2+/Mg2+(激活)和Zn2+(抑制)激活依赖二价金属离子的核酸内切酶,激活核酸内切酶。在某些细胞内也存在非依赖二价金属离子的核酸内切酶。
(3)凋亡蛋白酶的激活:
凋亡蛋白酶是一组对低物天冬氨酸部位有特异水解作用的蛋白水解酶,其活性中心富含半胱氨酸的蛋白酶。目前发现凋亡蛋白酶有13个成员。其主要作用是:①水解细胞蛋白质结构,灭活细胞凋亡抑制物;②水解凋亡过程中的相关活性蛋白,使其获得或丧失生物学活性。如凋亡蛋白-3酶原在凋亡蛋白-9的作用下转变成具有活性的凋亡蛋白酶-3。
细胞凋亡与细胞坏死的比较
凋亡
坏死
性质
生理性或病理性,特异性
病理性,非特异性
诱导因素
较弱刺激,非随机发生
强烈刺激,随机发生
生化特点
主动过程,有新蛋白合成,耗能
被动过程,无新蛋白合成,不耗能
形态特点
胞膜及细胞器相对完整
细胞皱缩,核固缩
细胞结构全面溶解,
破坏、细胞肿胀
DNA片断化,电泳呈“梯”状条带
DNA电泳
弥散性降解,电泳呈均一DNA片状
炎症反应
溶酶体相对完整
溶酶体破裂,局部炎症反应
凋亡小体
有
无
基因调控
有
无
凋亡细胞的电镜观察
染色质边聚呈新月形
核浓缩呈球形
凋亡与坏死的比较
正常细胞
凋亡早期,核染
色质致密,彼此
分离,有核泡形
成,细胞器和胞
浆浓缩
凋亡细胞进一步
降解,细胞膜内
陷并包裹胞浆形
成凋亡小体
凋亡小体被邻近细胞吞噬,不引起炎症反应
坏死细胞核染色
质凝集边界不清
细胞膜破坏,
引起炎症反应
凋亡细胞DNA链断裂示意图
凋亡细胞核酸内切
酶将DNA链切断,
形成bp数为180bp的
整倍数的片断
染色体细丝
放大后的核小
体及其连接
DNA电泳结果
正常
凋亡
坏死
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。
(3)免疫性因素:
免疫细胞分泌的免疫分子引起免疫细胞、靶细胞凋亡。
(4)微生物:
细菌、病毒等。如HIV(人类免疫缺陷病毒)可诱导CD4+细胞凋亡,导致免疫功能低下。