细胞的衰老与凋亡精选PPT.ppt

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1、关于细胞的衰老与凋亡第1页，讲稿共37张，创作于星期二第一节第一节 细细 胞胞 衰衰 老老 一、一、一、一、基本概念基本概念 （一）什么是细胞衰老？（一）什么是细胞衰老？（一）什么是细胞衰老？（一）什么是细胞衰老？指指指指细细细细胞胞胞胞随随随随着着着着年年年年龄龄龄龄的的的的增增增增加加加加，机机机机能能能能和和和和结结结结构构构构发发发发生生生生退退退退行行行行性性性性变变变变化化化化，趋趋趋趋向向向向死亡的死亡的死亡的死亡的不可逆不可逆不可逆不可逆的现象。的现象。的现象。的现象。衰衰衰衰老老老老和和和和死死死死亡亡亡亡是是是是生生生生命命命命的的的的基基基基本本本本现现现现象象象象，衰衰

2、衰衰老老老老过过过过程程程程发发发发生生生生在在在在生生生生物物物物界界界界的的的的整整整整体体体体水水水水平、种群水平、个体水平、细胞水平以及分子水平等不同的层次。平、种群水平、个体水平、细胞水平以及分子水平等不同的层次。平、种群水平、个体水平、细胞水平以及分子水平等不同的层次。平、种群水平、个体水平、细胞水平以及分子水平等不同的层次。第2页，讲稿共37张，创作于星期二（二）细胞的寿命（二）细胞的寿命（二）细胞的寿命（二）细胞的寿命 早期争议：细胞有没有衰老现象？能否长期培养？早期争议：细胞有没有衰老现象？能否长期培养？早期争议：细胞有没有衰老现象？能否长期培养？早期争议：细胞有没有衰老现象

3、？能否长期培养？Hayflick Limitation:Hayflick Limitation:正常细胞不能无限增殖，有一定的传代代正常细胞不能无限增殖，有一定的传代代正常细胞不能无限增殖，有一定的传代代正常细胞不能无限增殖，有一定的传代代数的限制（数的限制（数的限制（数的限制（5050代左右）；代左右）；代左右）；代左右）；物种的寿命与其培养细胞的寿命（传代数的限制）相关；物种的寿命与其培养细胞的寿命（传代数的限制）相关；物种的寿命与其培养细胞的寿命（传代数的限制）相关；物种的寿命与其培养细胞的寿命（传代数的限制）相关；决定细胞衰老的在细胞内部，而不在外部（决定细胞衰老的在细胞内部，而不在外

4、部（决定细胞衰老的在细胞内部，而不在外部（决定细胞衰老的在细胞内部，而不在外部（e.g.,e.g.,培养基）；培养基）；培养基）；培养基）；能够无限传代的细胞系通常为癌细胞系或经过转化的细胞（能够无限传代的细胞系通常为癌细胞系或经过转化的细胞（能够无限传代的细胞系通常为癌细胞系或经过转化的细胞（能够无限传代的细胞系通常为癌细胞系或经过转化的细胞（e.g.,e.g.,HeLaHeLa）。）。）。）。第3页，讲稿共37张，创作于星期二早老症早老症早老症早老症（Werners SyndromeWerners Syndrome）：）：）：）：9 9岁个体的成纤维细胞在岁个体的成纤维细胞在岁个体的成纤维

5、细胞在岁个体的成纤维细胞在体外只能传代体外只能传代体外只能传代体外只能传代2 24 4 代代代代第4页，讲稿共37张，创作于星期二第5页，讲稿共37张，创作于星期二（三）与细胞寿命相关的几个现象（三）与细胞寿命相关的几个现象（三）与细胞寿命相关的几个现象（三）与细胞寿命相关的几个现象 细胞衰老与细胞分裂：衰老细胞分裂减缓，细胞周期延长细胞衰老与细胞分裂：衰老细胞分裂减缓，细胞周期延长细胞衰老与细胞分裂：衰老细胞分裂减缓，细胞周期延长细胞衰老与细胞分裂：衰老细胞分裂减缓，细胞周期延长（G1 G1 期显著延长）；期显著延长）；期显著延长）；期显著延长）；细胞衰老与分化：细胞寿命（衰老）与分化程度呈

6、反比，即：分化细胞衰老与分化：细胞寿命（衰老）与分化程度呈反比，即：分化细胞衰老与分化：细胞寿命（衰老）与分化程度呈反比，即：分化细胞衰老与分化：细胞寿命（衰老）与分化程度呈反比，即：分化程度低的细胞寿命长（如干细胞），分化程度高的细胞易衰老和死程度低的细胞寿命长（如干细胞），分化程度高的细胞易衰老和死程度低的细胞寿命长（如干细胞），分化程度高的细胞易衰老和死程度低的细胞寿命长（如干细胞），分化程度高的细胞易衰老和死亡（如功能细胞）；亡（如功能细胞）；亡（如功能细胞）；亡（如功能细胞）；克隆羊克隆羊克隆羊克隆羊“多莉多莉多莉多莉”的年龄和寿命：提前衰老；生理年龄：出生时；的年龄和寿命：提前衰老

7、；生理年龄：出生时；的年龄和寿命：提前衰老；生理年龄：出生时；的年龄和寿命：提前衰老；生理年龄：出生时；“细细细细胞年龄胞年龄胞年龄胞年龄”：核供体者，：核供体者，：核供体者，：核供体者，6 6 岁羊的乳腺细胞。岁羊的乳腺细胞。岁羊的乳腺细胞。岁羊的乳腺细胞。第6页，讲稿共37张，创作于星期二二、二、二、二、细胞衰老的结构和生化变化细胞衰老的结构和生化变化 衰老细胞的结构变化：衰老细胞的结构变化：衰老细胞的结构变化：衰老细胞的结构变化：核核增大、染色深、核内有包含物增大、染色深、核内有包含物染色质染色质凝聚、固缩、碎裂、溶解凝聚、固缩、碎裂、溶解脂膜脂膜粘度增加、流动性降低粘度增加、流动性降低

8、细胞质细胞质色素积聚、空泡形成色素积聚、空泡形成线粒体线粒体数目减少、体积增大数目减少、体积增大高尔基体高尔基体碎裂碎裂致密体致密体出现出现包含物包含物糖原减少、脂肪积聚糖原减少、脂肪积聚核膜核膜内陷内陷第7页，讲稿共37张，创作于星期二衰老细胞的生化衰老细胞的生化衰老细胞的生化衰老细胞的生化分子分子分子分子变化变化变化变化 DNADNA：复复复复制制制制与与与与转转转转录录录录受受受受阻阻阻阻，端端端端粒粒粒粒 DNADNA、mtDNA mtDNA 缺缺缺缺失失失失；DNA DNA 氧化、断裂、缺失和交联氧化、断裂、缺失和交联氧化、断裂、缺失和交联氧化、断裂、缺失和交联;甲基化程度降低。甲基

9、化程度降低。甲基化程度降低。甲基化程度降低。RNARNA：含量降低。：含量降低。：含量降低。：含量降低。蛋白质：合成下降，发生修饰、交联。蛋白质：合成下降，发生修饰、交联。蛋白质：合成下降，发生修饰、交联。蛋白质：合成下降，发生修饰、交联。酶酶酶酶分分分分子子子子：活活活活性性性性中中中中心心心心被被被被氧氧氧氧化化化化，金金金金属属属属离离离离子子子子丢丢丢丢失失失失，酶酶酶酶分分分分子子子子的的的的二二二二级结构，溶解度，等电点发生改变，酶失活。级结构，溶解度，等电点发生改变，酶失活。级结构，溶解度，等电点发生改变，酶失活。级结构，溶解度，等电点发生改变，酶失活。脂类：不饱和脂肪酸被氧化。

10、脂类：不饱和脂肪酸被氧化。脂类：不饱和脂肪酸被氧化。脂类：不饱和脂肪酸被氧化。第8页，讲稿共37张，创作于星期二三、三、三、三、细胞衰老的细胞衰老的分子分子分子分子机制机制机制机制 众说纷纭，可归纳为众说纷纭，可归纳为众说纷纭，可归纳为众说纷纭，可归纳为“物质代谢物质代谢物质代谢物质代谢”和和和和“遗传因素遗传因素遗传因素遗传因素”两大原两大原两大原两大原因因因因1 1，自由基氧化损伤说，自由基氧化损伤说，自由基氧化损伤说，自由基氧化损伤说：代谢过程产生：代谢过程产生ROS(Reactive Oxygen Species)自由基（自由基（自由基（自由基（-O-O2 2,-OH,H,-OH,H2

11、 2OO2 2）攻击导致）攻击导致）攻击导致）攻击导致 DNADNA、蛋白质变、蛋白质变、蛋白质变、蛋白质变异；正常细胞内存在清除自由基的防御系统。异；正常细胞内存在清除自由基的防御系统。异；正常细胞内存在清除自由基的防御系统。异；正常细胞内存在清除自由基的防御系统。SODSOD？age1age1?clk1clk1?2 2，代谢废物积累：如：脂褐质，代谢废物积累：如：脂褐质，代谢废物积累：如：脂褐质，代谢废物积累：如：脂褐质，etc.etc.第9页，讲稿共37张，创作于星期二3 3，端粒与衰老：，端粒与衰老：，端粒与衰老：，端粒与衰老：端粒（端粒（端粒（端粒（telomeretelomere）

12、：染色体末端）：染色体末端）：染色体末端）：染色体末端 TTAGGG TTAGGG 重复序列；重复序列；重复序列；重复序列；端粒酶（端粒酶（端粒酶（端粒酶（telomerasetelomerase）：核糖核蛋白酶（）：核糖核蛋白酶（）：核糖核蛋白酶（）：核糖核蛋白酶（RNA/RNA/蛋白质），蛋白质），蛋白质），蛋白质），以以以以 RNA RNA 为模板，反转录合成端粒序列，保持端粒的长度；为模板，反转录合成端粒序列，保持端粒的长度；为模板，反转录合成端粒序列，保持端粒的长度；为模板，反转录合成端粒序列，保持端粒的长度；细胞衰老的细胞衰老的细胞衰老的细胞衰老的“有丝分裂钟有丝分裂钟有丝分裂钟有

13、丝分裂钟”学说：细胞分裂过程中，学说：细胞分裂过程中，学说：细胞分裂过程中，学说：细胞分裂过程中，端粒端粒端粒端粒不能不能不能不能被被被被 DNA DNA 合成酶完全复制，因而随细胞分裂而变短，直至细胞停止分合成酶完全复制，因而随细胞分裂而变短，直至细胞停止分合成酶完全复制，因而随细胞分裂而变短，直至细胞停止分合成酶完全复制，因而随细胞分裂而变短，直至细胞停止分裂；裂；裂；裂；端粒酶端粒酶端粒酶端粒酶能复制端粒；生殖细胞中端粒酶活性高，体细胞中活性能复制端粒；生殖细胞中端粒酶活性高，体细胞中活性能复制端粒；生殖细胞中端粒酶活性高，体细胞中活性能复制端粒；生殖细胞中端粒酶活性高，体细胞中活性低。

14、低。低。低。第10页，讲稿共37张，创作于星期二端粒酶（端粒酶（端粒酶（端粒酶（telomerasetelomerase）的结）的结）的结）的结构及其催化端粒（构及其催化端粒（构及其催化端粒（构及其催化端粒（telomeretelomere）复制延长的过程复制延长的过程复制延长的过程复制延长的过程 第11页，讲稿共37张，创作于星期二正常的人成纤维细胞不表达端粒酶正常的人成纤维细胞不表达端粒酶正常的人成纤维细胞不表达端粒酶正常的人成纤维细胞不表达端粒酶 ，其端粒长度缩短，其端粒长度缩短，其端粒长度缩短，其端粒长度缩短 (A)(A)，50506060代后停止分裂代后停止分裂代后停止分裂代后停止分

15、裂(B)(B)；强制表达端粒酶；强制表达端粒酶；强制表达端粒酶；强制表达端粒酶 的细胞端粒长度增的细胞端粒长度增的细胞端粒长度增的细胞端粒长度增加加加加(A)(A)，并继续分裂。，并继续分裂。，并继续分裂。，并继续分裂。ScienceScience，19981998第12页，讲稿共37张，创作于星期二4 4，基因与衰老：，基因与衰老：，基因与衰老：，基因与衰老：衰老是一个渐进的过程，其间与许多细胞活动和生命过程相衰老是一个渐进的过程，其间与许多细胞活动和生命过程相衰老是一个渐进的过程，其间与许多细胞活动和生命过程相衰老是一个渐进的过程，其间与许多细胞活动和生命过程相关联（细胞生长代谢、分裂、分

16、化、信号转导，关联（细胞生长代谢、分裂、分化、信号转导，关联（细胞生长代谢、分裂、分化、信号转导，关联（细胞生长代谢、分裂、分化、信号转导，etc.etc.）；）；）；）；许多调控这些细胞活动的基因可能与细胞衰老有关；许多调控这些细胞活动的基因可能与细胞衰老有关；许多调控这些细胞活动的基因可能与细胞衰老有关；许多调控这些细胞活动的基因可能与细胞衰老有关；“衰老基因衰老基因衰老基因衰老基因”？由于细胞衰老不是一个独立的事件，可能不存？由于细胞衰老不是一个独立的事件，可能不存？由于细胞衰老不是一个独立的事件，可能不存？由于细胞衰老不是一个独立的事件，可能不存在特异的、专门的在特异的、专门的在特异的

17、、专门的在特异的、专门的“衰老基因衰老基因衰老基因衰老基因”，只存在能影响衰老和寿命的，只存在能影响衰老和寿命的，只存在能影响衰老和寿命的，只存在能影响衰老和寿命的相关基因。相关基因。相关基因。相关基因。第13页，讲稿共37张，创作于星期二相关基因（举例）：相关基因（举例）：相关基因（举例）：相关基因（举例）：sirsir 家族（家族（家族（家族（s silencing ilencing i information nformation r regulatorsegulators）：构成一类基因沉默复合体的亚基，具）：构成一类基因沉默复合体的亚基，具）：构成一类基因沉默复合体的亚基，具）：构成

18、一类基因沉默复合体的亚基，具 HDAC HDAC 活性；使核仁活性；使核仁活性；使核仁活性；使核仁 rDNA rDNA 沉默，减少沉默，减少沉默，减少沉默，减少 ERCERC（e extrachromosomal xtrachromosomal r rDNA DNA c circleircle）的产生，减缓衰老。（酵母）的产生，减缓衰老。（酵母）的产生，减缓衰老。（酵母）的产生，减缓衰老。（酵母）sgs1 sgs1 基因：与维持核仁正常结构有关，突变后影响寿命。（酵母）基因：与维持核仁正常结构有关，突变后影响寿命。（酵母）基因：与维持核仁正常结构有关，突变后影响寿命。（酵母）基因：与维持核仁正

19、常结构有关，突变后影响寿命。（酵母）wrnwrn 基因：动物和人中与基因：动物和人中与基因：动物和人中与基因：动物和人中与 sgs1 sgs1 同源的基因；维持正常寿命所必需，缺失或突变引起同源的基因；维持正常寿命所必需，缺失或突变引起同源的基因；维持正常寿命所必需，缺失或突变引起同源的基因；维持正常寿命所必需，缺失或突变引起 Werners SyndromeWerners Syndrome。（哺乳动物）。（哺乳动物）。（哺乳动物）。（哺乳动物）dafdaf 基因：一类影响发育及其过程中的信号转导、基因转录等活动的基因基因：一类影响发育及其过程中的信号转导、基因转录等活动的基因基因：一类影响发

20、育及其过程中的信号转导、基因转录等活动的基因基因：一类影响发育及其过程中的信号转导、基因转录等活动的基因（daf2daf2,age1age1,daf16daf16,）。（线虫）。（线虫）。（线虫）。（线虫）hsp hsp 基因（基因（基因（基因（h heat eat s shock hock p proteinrotein）：应激反应基因，产物多为分子伴侣，参与蛋）：应激反应基因，产物多为分子伴侣，参与蛋）：应激反应基因，产物多为分子伴侣，参与蛋）：应激反应基因，产物多为分子伴侣，参与蛋白质的正常折叠和活性；有些白质的正常折叠和活性；有些白质的正常折叠和活性；有些白质的正常折叠和活性；有些 h

21、sphsp 基因（基因（基因（基因（hsp22hsp22,2626,7070,）与寿命有关。）与寿命有关。）与寿命有关。）与寿命有关。第14页，讲稿共37张，创作于星期二第二节第二节 细细 胞胞 凋凋 亡亡 一、一、一、一、基本概念和意义基本概念和意义基本概念和意义基本概念和意义（一）细胞凋亡和细胞死亡（一）细胞凋亡和细胞死亡（一）细胞凋亡和细胞死亡（一）细胞凋亡和细胞死亡细胞凋亡（细胞凋亡（细胞凋亡（细胞凋亡（apoptosisapoptosis）细胞程序化死亡（细胞程序化死亡（细胞程序化死亡（细胞程序化死亡（programmed cell death,PCDprogrammed cell

22、death,PCD）涵义：主动的、受控的自然生理过程；涵义：主动的、受控的自然生理过程；涵义：主动的、受控的自然生理过程；涵义：主动的、受控的自然生理过程；“自杀自杀自杀自杀”（“suicide”suicide”）第15页，讲稿共37张，创作于星期二细胞死亡（细胞死亡（细胞死亡（细胞死亡（cell cell deathdeath）凋亡（凋亡（凋亡（凋亡（apoptosisapoptosis）：主动过程，不引起炎症等反应）：主动过程，不引起炎症等反应）：主动过程，不引起炎症等反应）：主动过程，不引起炎症等反应坏死（坏死（坏死（坏死（necrosisnecrosis）：被动过程，应激反应；引起炎症

23、）：被动过程，应激反应；引起炎症）：被动过程，应激反应；引起炎症）：被动过程，应激反应；引起炎症 细胞死亡并非与机体的死亡同步；细胞死亡是维持机体正细胞死亡并非与机体的死亡同步；细胞死亡是维持机体正细胞死亡并非与机体的死亡同步；细胞死亡是维持机体正细胞死亡并非与机体的死亡同步；细胞死亡是维持机体正常功能、组织和器官的机能、体积和形态所必需的。常功能、组织和器官的机能、体积和形态所必需的。常功能、组织和器官的机能、体积和形态所必需的。常功能、组织和器官的机能、体积和形态所必需的。第16页，讲稿共37张，创作于星期二 （二）细胞凋亡的功能和意义（二）细胞凋亡的功能和意义（二）细胞凋亡的功能和意义（

24、二）细胞凋亡的功能和意义 胚胎发育、器官形成：胚胎发育、器官形成：胚胎发育、器官形成：胚胎发育、器官形成：e.g.,e.g.,小鼠爪趾的形成（图）；小鼠爪趾的形成（图）；小鼠爪趾的形成（图）；小鼠爪趾的形成（图）；去除不需要的组织和结构：去除不需要的组织和结构：去除不需要的组织和结构：去除不需要的组织和结构：e.g.,e.g.,蛙类蝌蚪尾部；蛙类蝌蚪尾部；蛙类蝌蚪尾部；蛙类蝌蚪尾部；细胞数量的控制（细胞数量的控制（细胞数量的控制（细胞数量的控制（cell number controlcell number control）：）：）：）：e.g.,e.g.,神经系统中的神经系统中的神经系统中的神

25、经系统中的神经分布（神经分布（神经分布（神经分布（innervationinnervation）、神经细胞靶细胞之间数目的匹配，）、神经细胞靶细胞之间数目的匹配，）、神经细胞靶细胞之间数目的匹配，）、神经细胞靶细胞之间数目的匹配，etc.etc.；成体组织的生长控制（成体组织的生长控制（成体组织的生长控制（成体组织的生长控制（growth controlgrowth control）：）：）：）：平平平平 衡衡衡衡 divisiondivisionapoptosis overgrowthapoptosis overgrowthshrink shrink 肿瘤形成肿瘤形成肿瘤形成肿瘤形成 第17

26、页，讲稿共37张，创作于星期二(A)(A)小鼠胚胎中爪的发育，凋亡的细胞用亮绿色标记；小鼠胚胎中爪的发育，凋亡的细胞用亮绿色标记；小鼠胚胎中爪的发育，凋亡的细胞用亮绿色标记；小鼠胚胎中爪的发育，凋亡的细胞用亮绿色标记；(B)(B)(B)(B)凋亡使得趾间的组织消失形成趾凋亡使得趾间的组织消失形成趾凋亡使得趾间的组织消失形成趾凋亡使得趾间的组织消失形成趾.第18页，讲稿共37张，创作于星期二 二、二、二、二、细胞凋亡的基本特征细胞凋亡的基本特征细胞凋亡的基本特征细胞凋亡的基本特征 （一）形态学特征（一）形态学特征（一）形态学特征（一）形态学特征细胞坏死：剧烈破坏（细胞坏死：剧烈破坏（细胞坏死：剧

27、烈破坏（细胞坏死：剧烈破坏（“burst”burst”），内容物外泄，炎症；），内容物外泄，炎症；），内容物外泄，炎症；），内容物外泄，炎症；细胞凋亡：有序地解体（细胞凋亡：有序地解体（细胞凋亡：有序地解体（细胞凋亡：有序地解体（“dismantle neatly”dismantle neatly”），相对完整，形成凋亡），相对完整，形成凋亡），相对完整，形成凋亡），相对完整，形成凋亡小体，被巨噬细胞吞噬，无炎症，细胞成分可被重利用（小体，被巨噬细胞吞噬，无炎症，细胞成分可被重利用（小体，被巨噬细胞吞噬，无炎症，细胞成分可被重利用（小体，被巨噬细胞吞噬，无炎症，细胞成分可被重利用（recycl

28、erecycle）。）。）。）。第19页，讲稿共37张，创作于星期二细胞坏死（左）和细细胞坏死（左）和细细胞坏死（左）和细细胞坏死（左）和细胞凋亡（右）的形态胞凋亡（右）的形态胞凋亡（右）的形态胞凋亡（右）的形态比较比较比较比较第20页，讲稿共37张，创作于星期二A AB B(C)(C)左图左图左图左图：SEMSEM，A A：正常细：正常细：正常细：正常细胞；胞；胞；胞；B B：凋亡细胞；：凋亡细胞；：凋亡细胞；：凋亡细胞；下图下图下图下图：TEMTEM，(a)(a)正常细正常细正常细正常细胞；胞；胞；胞；(b)(b)凋亡细胞；凋亡细胞；凋亡细胞；凋亡细胞；(c)(c)坏死坏死坏死坏死细胞细胞

29、细胞细胞第21页，讲稿共37张，创作于星期二（二）生化特征（二）生化特征（二）生化特征（二）生化特征 DNA DNA 断裂：发生在核小体之间，产生断裂：发生在核小体之间，产生断裂：发生在核小体之间，产生断裂：发生在核小体之间，产生 180180220 bp 220 bp 的倍数片段，的倍数片段，的倍数片段，的倍数片段，电泳可见电泳可见电泳可见电泳可见“DNA ladder”;DNA ladder”;tTG tTG（tissue transglutaminase,tissue transglutaminase,组织转谷氨酰胺酶）的积累和活化组织转谷氨酰胺酶）的积累和活化组织转谷氨酰胺酶）的积累和

30、活化组织转谷氨酰胺酶）的积累和活化（凋亡小体的保持）；（凋亡小体的保持）；（凋亡小体的保持）；（凋亡小体的保持）；凋亡特征性凋亡特征性凋亡特征性凋亡特征性 mRNA mRNA 和蛋白质的出现。和蛋白质的出现。和蛋白质的出现。和蛋白质的出现。第22页，讲稿共37张，创作于星期二（三）诱导因子（三）诱导因子（三）诱导因子（三）诱导因子 物理：射线、温度等；物理：射线、温度等；物理：射线、温度等；物理：射线、温度等；化学：化学：化学：化学：ROSROS、钙离子载体、钙离子载体、钙离子载体、钙离子载体、VK3VK3、视黄酸、细胞毒素、视黄酸、细胞毒素、视黄酸、细胞毒素、视黄酸、细胞毒素、DNADNA和

31、蛋和蛋和蛋和蛋白质合成抑制剂，等等；白质合成抑制剂，等等；白质合成抑制剂，等等；白质合成抑制剂，等等；生物：内源性的细胞环境变化（激素、细胞因子、抗体等）、生物：内源性的细胞环境变化（激素、细胞因子、抗体等）、生物：内源性的细胞环境变化（激素、细胞因子、抗体等）、生物：内源性的细胞环境变化（激素、细胞因子、抗体等）、有关信号分子的变化（有关信号分子的变化（有关信号分子的变化（有关信号分子的变化（TNF-,Fas/Apo-1,TNF-,Fas/Apo-1,等）。等）。等）。等）。第23页，讲稿共37张，创作于星期二（四）细胞凋亡的检测（四）细胞凋亡的检测（四）细胞凋亡的检测（四）细胞凋亡的检测

32、形态学和组织化学检测：电镜（形态学和组织化学检测：电镜（形态学和组织化学检测：电镜（形态学和组织化学检测：电镜（TEMTEM、SEMSEM）、）、）、）、DAPI DAPI 染色、染色、染色、染色、Giemsa Giemsa 染色，等等；染色，等等；染色，等等；染色，等等；DNA DNA 电泳：断裂电泳：断裂电泳：断裂电泳：断裂 DNA DNA 片断，片断，片断，片断，“DNA ladder”DNA ladder”；TUNELTUNEL（Terminal deoxynucleotidyl transferase-mediated dUTP Terminal deoxynucleotidyl t

33、ransferase-mediated dUTP nick end labellingnick end labelling）法：一种对断裂）法：一种对断裂）法：一种对断裂）法：一种对断裂 DNA DNA 缺口的末端标记和显示缺口的末端标记和显示缺口的末端标记和显示缺口的末端标记和显示法；法；法；法；彗星电泳法（彗星电泳法（彗星电泳法（彗星电泳法（comet assaycomet assay）：荧光染料检测从凋亡细胞中扩散出来的）：荧光染料检测从凋亡细胞中扩散出来的）：荧光染料检测从凋亡细胞中扩散出来的）：荧光染料检测从凋亡细胞中扩散出来的断裂断裂断裂断裂 DNA DNA 片断；片断；片断；片断

34、；流式细胞分析（流式细胞分析（流式细胞分析（流式细胞分析（flow cytometryflow cytometry）：用流式细胞仪检测凋亡的亚二倍）：用流式细胞仪检测凋亡的亚二倍）：用流式细胞仪检测凋亡的亚二倍）：用流式细胞仪检测凋亡的亚二倍体细胞；体细胞；体细胞；体细胞；第24页，讲稿共37张，创作于星期二 三、三、细胞凋亡的分子控制机制细胞凋亡的分子控制机制（一）（一）（一）（一）Caspase Caspase 家族：细胞凋亡的家族：细胞凋亡的家族：细胞凋亡的家族：细胞凋亡的“起始者起始者起始者起始者”和和和和“执行者执行者执行者执行者”一个特异性的蛋白酶家族，一个特异性的蛋白酶家族，一个

35、特异性的蛋白酶家族，一个特异性的蛋白酶家族，caspasecaspase:cysteine aspartic acid:cysteine aspartic acid specific protease specific protease（半胱（半胱（半胱（半胱-天冬氨酸特异性蛋白酶）；已发现天冬氨酸特异性蛋白酶）；已发现天冬氨酸特异性蛋白酶）；已发现天冬氨酸特异性蛋白酶）；已发现 11 11 个成员（见表个成员（见表个成员（见表个成员（见表13-113-1）；）；）；）；caspase Bcaspase B procaspase A caspase A procaspase A caspase

36、 A (inactive)(inactive)cleavage (active)cleavage (active)(caspase(caspase 的两个亚基连接区的天冬氨酸位点处切割）的两个亚基连接区的天冬氨酸位点处切割）的两个亚基连接区的天冬氨酸位点处切割）的两个亚基连接区的天冬氨酸位点处切割）不同的不同的不同的不同的 caspases caspases 之间通过这种激活反应，形成一个信号传递、之间通过这种激活反应，形成一个信号传递、之间通过这种激活反应，形成一个信号传递、之间通过这种激活反应，形成一个信号传递、放大的级联反应（放大的级联反应（放大的级联反应（放大的级联反应（cascade

37、cascade），最终执行凋亡。），最终执行凋亡。），最终执行凋亡。），最终执行凋亡。第25页，讲稿共37张，创作于星期二通过通过通过通过 caspase caspase 级联反应级联反应级联反应级联反应 传递传递传递传递和扩大信号，诱发细胞凋和扩大信号，诱发细胞凋和扩大信号，诱发细胞凋和扩大信号，诱发细胞凋亡。亡。亡。亡。第26页，讲稿共37张，创作于星期二Caspase Caspase 级联反应级联反应级联反应级联反应 （caspase cascadecaspase cascade）第27页，讲稿共37张，创作于星期二（二）细胞凋亡的诱导（二）细胞凋亡的诱导（二）细胞凋亡的诱导（二）细胞凋

38、亡的诱导（triggertrigger）：两条途径）：两条途径）：两条途径）：两条途径 1 1，“死亡受体死亡受体死亡受体死亡受体”途径（途径（途径（途径（death receptor pathwaydeath receptor pathway）extracellular(extrinsic)pathwayextracellular(extrinsic)pathway adaptor protein adaptor protein Fas/FasL caspase cascade apoptosis Fas/FasL caspase cascade apoptosis 2 2，线粒体途径（，线

39、粒体途径（，线粒体途径（，线粒体途径（mitochondrial pathwaymitochondrial pathway）intracellular(intrinsic)pathwayintracellular(intrinsic)pathway damage/stress mitochondria cytochrom C release damage/stress mitochondria cytochrom C release procaspase 9 complex caspase 9 procaspase 9 complex caspase 9 caspase cascade apo

40、ptosis caspase cascade apoptosis第28页，讲稿共37张，创作于星期二细胞凋亡的诱导途径：细胞凋亡的诱导途径：细胞凋亡的诱导途径：细胞凋亡的诱导途径：(A)“(A)“死亡受体死亡受体死亡受体死亡受体”途径；途径；途径；途径；(B)(B)线粒体途径线粒体途径线粒体途径线粒体途径 第29页，讲稿共37张，创作于星期二“死亡受体死亡受体死亡受体死亡受体”途径和途径和途径和途径和 线粒体途径在细胞中共同产生凋亡线粒体途径在细胞中共同产生凋亡线粒体途径在细胞中共同产生凋亡线粒体途径在细胞中共同产生凋亡“起始者起始者起始者起始者”和和和和“执行者执行者执行者执行者”caspa

41、ses caspases，引起细胞凋亡，引起细胞凋亡，引起细胞凋亡，引起细胞凋亡 。第30页，讲稿共37张，创作于星期二Bcl-2Bcl-2BaxBaxBidBid（三）（三）（三）（三）Bcl-2Bcl-2 家族：细胞凋亡的调节者家族：细胞凋亡的调节者家族：细胞凋亡的调节者家族：细胞凋亡的调节者 Bcl-2Bcl-2 ：原癌基因，作用：抑制凋亡、延长细胞寿命：原癌基因，作用：抑制凋亡、延长细胞寿命：原癌基因，作用：抑制凋亡、延长细胞寿命：原癌基因，作用：抑制凋亡、延长细胞寿命 为一基因家族，各成员间有一定的同源性（为一基因家族，各成员间有一定的同源性（为一基因家族，各成员间有一定的同源性（为

42、一基因家族，各成员间有一定的同源性（BH1,BH2,BH1,BH2,保守区域）保守区域）保守区域）保守区域）（Bcl-Bcl-2 Homologies2 Homologies）（见表）（见表）（见表）（见表-13-2-13-2）第31页，讲稿共37张，创作于星期二 Bcl-2 Bcl-2 基因成员中，有的促进凋亡，有的抑制凋亡，形成一种动基因成员中，有的促进凋亡，有的抑制凋亡，形成一种动基因成员中，有的促进凋亡，有的抑制凋亡，形成一种动基因成员中，有的促进凋亡，有的抑制凋亡，形成一种动态的平衡调节状态。态的平衡调节状态。态的平衡调节状态。态的平衡调节状态。促进：促进：促进：促进：Bax,Bak

43、,Bad,Bcl-XBax,Bak,Bad,Bcl-XS S 抑制：抑制：抑制：抑制：Bcl-2,Bcl-XBcl-2,Bcl-XL L,Bclw,Mcl-1 Bclw,Mcl-1 第32页，讲稿共37张，创作于星期二（四）其他调节者（四）其他调节者（四）其他调节者（四）其他调节者1 1，IAP IAP（inhibitor of apoptosisinhibitor of apoptosis）与某些与某些与某些与某些 procaspases procaspases 结合，阻止其活化；结合，阻止其活化；结合，阻止其活化；结合，阻止其活化；与活化了的与活化了的与活化了的与活化了的 caspases

44、 caspases 结合，抑制其活性。结合，抑制其活性。结合，抑制其活性。结合，抑制其活性。2 2，p53p53：抑癌基因，阻止有：抑癌基因，阻止有：抑癌基因，阻止有：抑癌基因，阻止有 DNA DNA 损伤或复制出错的细胞继续分裂；促损伤或复制出错的细胞继续分裂；促损伤或复制出错的细胞继续分裂；促损伤或复制出错的细胞继续分裂；促进细胞凋亡；进细胞凋亡；进细胞凋亡；进细胞凋亡；通过调节通过调节通过调节通过调节 Bcl-2Bcl-2 家族基因的表达而调控细胞凋亡；家族基因的表达而调控细胞凋亡；家族基因的表达而调控细胞凋亡；家族基因的表达而调控细胞凋亡；e.g.,p53 e.g.,p53 特异性的抑

45、制特异性的抑制特异性的抑制特异性的抑制 Bcl-2Bcl-2 的表达，促进的表达，促进的表达，促进的表达，促进 BaxBax 的表达（影响的表达（影响的表达（影响的表达（影响 Bcl-Bcl-2/Bax 2/Bax 的比例）。的比例）。的比例）。的比例）。第33页，讲稿共37张，创作于星期二细胞外信号（细胞外信号（细胞外信号（细胞外信号（growth factors,growth factors,FasL,survival factors,etc.FasL,survival factors,etc.）外界刺激因子（外界刺激因子（外界刺激因子（外界刺激因子（damage,damage,stres

46、s,etc.stress,etc.）信号跨膜传递信号跨膜传递信号跨膜传递信号跨膜传递信号进入细胞信号进入细胞信号进入细胞信号进入细胞细胞核细胞核细胞核细胞核胞内信号通路胞内信号通路胞内信号通路胞内信号通路基因表达基因表达基因表达基因表达Caspase cascadeCaspase cascadeApoptosis/Apoptosis/Cell survivalCell survival胞内信胞内信胞内信胞内信号通路号通路号通路号通路核内信核内信核内信核内信号通路号通路号通路号通路（五）信号转导与细胞凋亡（五）信号转导与细胞凋亡（五）信号转导与细胞凋亡（五）信号转导与细胞凋亡第34页，讲稿共37张，创作于星期二细胞凋亡的信号通路（举例）：细胞凋亡的信号通路（举例）：细胞凋亡的信号通路（举例）：细胞凋亡的信号通路（举例）：The survival pathwayThe survival pathway。第35页，讲稿共37张，创作于星期二四、四、四、四、植物细胞的凋亡植物细胞的凋亡植物细胞的凋亡植物细胞的凋亡五、五、五、五、细胞凋亡与衰老细胞凋亡与衰老第36页，讲稿共37张，创作于星期二感感谢谢大大家家观观看看第37页，讲稿共37张，创作于星期二