1、讲 授 提 纲一、概述 1.概念 4.诱导与抑制 2.形态学改变 5.分期 3.与坏死的区别 二、发生机制 (一)、(二)、(三)、酶学变化 1.Caspase 2.CAD(核酸内切酶)(四)、凋亡相关基因及其表达的蛋白 1.Bcl-2 2.p533.C-myc(五)、第二信使神经酰胺的作用三、凋亡细胞的转归四、凋亡与疾病五、凋亡的防治 概 念细胞凋亡：细胞凋亡：由各种体内外因素触发细胞内预由各种体内外因素触发细胞内预 存的死亡程序而引起的细胞自杀存的死亡程序而引起的细胞自杀 性死亡过程。性死亡过程。是一种主动的、由基因调控的、是一种主动的、由基因调控的、与细胞坏死不同的细胞死亡形式。与细胞坏
2、死不同的细胞死亡形式。Apoptosis PCD (Programmed Cell Death)细胞凋亡的形态变化淋巴细胞凋亡各期形态学变化神经细胞凋亡透射电镜观察凋亡的神经细胞（电镜、荧光及TUNEL)CTL肿瘤细胞肿瘤细胞CTL正在诱导肿瘤细胞凋亡3、抗氧化剂 如：Vit E1.(四)、凋亡相关基因及其表达的蛋白1、癌症：1、AIDS(艾滋病)TSP:Thrombospondin 血小板反应蛋白CTL:Cytotoxic T Lymphocyte用抗生素、单抗、可溶性受体等治疗C-myc基因：是一种瘤基因形态学改变 5.神经酰胺激活的蛋白激酶鸟苷缺口末端标记法免疫介导的肾小球肾炎 心肌梗死
3、、脑卒中生化：DNA电泳、DNA断裂百分率、Caspase活性等(二)、线粒体途径(三)、酶学变化凋亡细胞的线粒体跨膜电位变化先于其DNA断裂腺病毒 如酒精中毒形态学改变 5.细胞凋亡过程及机制模式图Cleavage of many death substrates凋亡与坏死区别表DNA“梯”状条带凋亡的诱导剂凋亡的抑制剂细胞凋亡的诱导与抑制 诱导因素诱导因素 抑制因素抑制因素1、激素与生长因子：、激素与生长因子：1、生长因子：、生长因子：糖皮质激素糖皮质激素 IL-2 IL-2去除去除 神经生长因子神经生长因子2、理化因素：、理化因素：2、某些激素：、某些激素：强酸、强碱、乙醇强酸、强碱、乙
4、醇 ACTH 抗癌药物抗癌药物 睾丸酮睾丸酮 高温、射线高温、射线 雌激素雌激素3、免疫性因素：、免疫性因素：3、某些药物：、某些药物：细胞毒细胞毒T淋巴细胞淋巴细胞 Caspase抑制剂抑制剂4、生物学因素：、生物学因素：细菌、病毒细菌、病毒5、细胞因子：、细胞因子：TNF-、IFN-细胞凋亡的分期ICE-familyCaspase(96年年)细胞凋亡过程凋亡诱导因素凋亡诱导因素Ca2+、cAMP、神经酰胺、神经酰胺死亡信号死亡信号凋亡相关基因激活凋亡相关基因激活Caspases 激活激活DNase 激活激活细胞凋亡细胞凋亡凋亡细胞被吞噬凋亡细胞被吞噬继发性坏死继发性坏死(A)Activat
5、ion(B)Execution(C)Disposal(D)Secondary Necrosis二、发生机制细胞凋亡的三条主要途径1、膜受体途径、膜受体途径2、线粒体途径、线粒体途径3细胞核途径细胞核途径p53细胞凋亡的膜受体途径FasFasLFADDDISCDDCaspase细胞凋亡的线粒体途径Apaf-1Bcl-XL两个发现活性氧活性氧NO缺血、缺氧缺血、缺氧Ca2+PTP线粒体PTP开放的诱导剂与抑制剂Caspases 激活的瀑布学说(级联反应)二、发生机制（三）酶学变化Caspases 的激活方式及其空间结构凋亡时Caspases的作用底物Caspases 的分组及其可能作用淋巴瘤 2、
6、神经退行性病变：依赖于激素引起的肿瘤 小脑退行性病IL-2去除 神经生长因子鸟苷缺口末端标记法神经细胞凋亡透射电镜观察免疫介导的肾小球肾炎 心肌梗死、脑卒中3、双向调控基因：c-myc，Bcl-X核纤层蛋白Lamin在核内的结构和位置1、激素与生长因子：1、生长因子：第二信使神经酰胺(Ceramide)的作用含有半胱氨酸的、具有天冬氨酸特异酶切位点的蛋白酶淋巴瘤 2、神经退行性病变：细胞凋亡的三条主要途径即：c-myc基因上调+有生长因子支持细胞增殖P53(Molecular Policeman)的checkpoint作用形态：荧光、电镜、原位杂交(TUNEL)等细胞凋亡的三条主要途径Necr
7、osisCaspases 激活的瀑布学说(级联反应)ICE:Interlukin-1 Converting EnzymeCTL:Cytotoxic T Lymphocyte核纤层蛋白Lamin在核内的结构和位置Caspases 与Calpain 作用底物的异同钙、镁依赖性核酸内切酶二、发生机制（三）CAD Caspas 8 Caspas 3 Caspas 9 Cleavage of many death substrates Nucleus Degradation of DNACAD激活方式p53二、发生机制(四)凋亡相关基因 凋亡相关基因及其表达的蛋白1、抑制凋亡基因：Bcl-22、促进凋亡
8、基因：p53，Bak，Bid，Bik3、双向调控基因：c-myc，Bcl-XBcl-2超家族中的Bcl-2亚家族 Bcl-2超家族中的Bax和BH3亚家族TUNEL:TdT mediated dUTP Nick End-LabelingDNA断裂与“梯状条带”(1)凋亡减弱性疾病 凋亡增强性疾病Caspases 激活的瀑布学说(级联反应)Bcl-2超家族中的Bax和BH3亚家族末端脱氧核苷酸转移酶介导的连接生物素的脱氧三磷酸(吖啶橙溴乙锭双染色)白介素-1 转化酶依赖于激素引起的肿瘤 小脑退行性病DNA断裂与“梯状条带”(2)与坏死的区别线粒体PTP开放的诱导剂与抑制剂CAD(核酸内切酶)Bc
9、l-2 2.DNA受损后p53的checkpoint作用DNA受损后p53的checkpoint作用DISC:Death-Inducing Signaling Complex免疫介导的肾小球肾炎 心肌梗死、脑卒中1.DNA受损后p53的checkpoint作用Bcl-XL在线粒体膜上的作用机理Apoptosome ComplexCARDP53(Molecular Policeman)的checkpoint作用DNA受损后p53的checkpoint作用细胞核途径细胞核途径P53与与MitC-myc基因C-myc基因：是一种瘤基因 是一种凋亡双向调控基因 即：c-myc基因上调+有生长因子支持细
10、胞增殖 c-myc基因上调+无生长因子支持细胞凋亡第二信使神经酰胺(Ceramide)的作用产生：神经鞘磷脂 神经酰胺神经鞘磷脂酶诱导因素：TNF-、Fas、CD28、细胞因子(IL-1)、激素、免疫分子、HSP、抗癌药、活性氧、离子射线等作用：1.神经酰胺激活的蛋白激酶 2.神经酰胺激活的蛋白磷酸脂酶 3.调整PKC家族 4.激活应激活化的蛋白激酶 5.激活ced-3/ICE样蛋白酶CPP32(Caspase-3)细胞凋亡过程及机制模式图三、凋亡转归2、自身免疫性疾病：3、再性障碍性贫血核纤层蛋白Lamin在核内的结构和位置Bcl-2 2.ApoptosisCAD:Caspase Activ
11、ated DNaseCaspases 与Calpain 作用底物的异同凋亡相关基因及其表达的蛋白形态学改变 5.细胞凋亡的三条主要途径吞噬细胞与凋亡细胞的相互识别腺病毒 如酒精中毒Apoptosome654-2对内毒素血症小鼠胸腺细胞凋亡时DNA“梯”状条带的影响3、免疫性因素：3、某些药物：3.2、自身免疫性疾病：3、再性障碍性贫血DNA断裂与“梯状条带”(1)激活ced-3/ICE样蛋白酶CPP32(Caspase-3)末端脱氧核苷酸转移酶介导的连接生物素的脱氧三磷酸即：c-myc基因上调+有生长因子支持细胞增殖单核细胞衍生的巨噬细胞吞噬凋亡小体小鼠烫伤后凋亡的胸腺细胞被胸腺内吞噬细胞吞噬
12、吞噬细胞识别吞噬凋亡细胞的机制TSP吞噬细胞与凋亡细胞的相互识别凋亡细胞被吞噬后的生物学意义四、凋亡与疾病细胞凋亡与疾病 凋亡减弱性疾病凋亡减弱性疾病 凋亡增强性疾病凋亡增强性疾病1、癌症癌症：1、AIDS(艾滋病艾滋病)淋巴瘤淋巴瘤 2、神经退行性病变神经退行性病变：p53突变所致癌症突变所致癌症 巴金森氏病巴金森氏病 依赖于激素引起的肿瘤依赖于激素引起的肿瘤 小脑退行性病小脑退行性病 乳腺癌、前列腺癌乳腺癌、前列腺癌 老年性痴呆症老年性痴呆症2、自身免疫性疾病自身免疫性疾病：3、再性障碍性贫血、再性障碍性贫血 系统性红斑狼疮系统性红斑狼疮 4、缺血性损伤：、缺血性损伤：免疫介导的肾小球肾炎
13、免疫介导的肾小球肾炎 心肌梗死、脑卒中心肌梗死、脑卒中3、病毒感染：、病毒感染：再灌流损伤再灌流损伤 疱疹病毒疱疹病毒 5、部分肝脏疾病：、部分肝脏疾病：腺病毒腺病毒 如酒精中毒如酒精中毒 痘瘤病毒痘瘤病毒 6、休克、休克细胞凋亡的防治1 1、内毒素、内毒素、TNF-TNF-、GM-CSFGM-CSF等引起的凋亡等引起的凋亡 用抗生素、单抗、可溶性受体等治疗用抗生素、单抗、可溶性受体等治疗2 2、生长因子、生长因子 如：如：ILIL2 23 3、抗氧化剂、抗氧化剂 如：如：Vit EVit E4 4、中草药、中草药 如：参麦注射液如：参麦注射液 6546542 25 5、CADCAD抑制剂抑制
14、剂 如：如：ZnZn+6 6、Caspases Caspases 抑制剂：抑制剂：CrmACrmA7 7、阻止线粒体跨膜电位下降、阻止线粒体跨膜电位下降 如：环胞霉素如：环胞霉素A A及其衍生及其衍生物物5 5、缺血或热休克预处理、缺血或热休克预处理 提高细胞自身抗损伤能力提高细胞自身抗损伤能力烫伤引起的小鼠胸腺细胞凋亡(吖啶橙溴乙锭双染色吖啶橙溴乙锭双染色)6542对H2O2所致BPAEC凋亡的影响(吖啶橙溴乙锭双染色吖啶橙溴乙锭双染色)(TUNEL)654-2对内毒素血症小鼠胸腺细胞凋亡时DNA“梯”状条带的影响细菌、病毒生化：DNA电泳、DNA断裂百分率、Caspase活性等(三)、酶学
15、变化Caspases 的分组及其可能作用与坏死的区别生化：DNA电泳、DNA断裂百分率、Caspase活性等Bcl-2超家族中的Bax和BH3亚家族CAD:Caspase Activated DNase2.凋亡时Caspases的作用底物Caspase:Cysteine-Containing Aspatate-Specific Protease 半胱天冬蛋白酶Cleavage of many death substrates1.白介素-1 转化酶Bcl-2 2.Cleavage of many death substratesCAD:Caspase Activated DNase诱导因素 抑制
16、因素由Caspase激活的核酸酶4、生物学因素：参麦注射液、IL2对烫伤小鼠脾细胞DNA片断化的影响参麦注射液防治烫伤小鼠胸腺细胞凋亡与其防止Bcl-2降低有关谢谢！DNA“梯”状条带DNA断裂与“梯状条带”(1)DNA断裂与“梯状条带”(2)返回英文缩略语TUNEL:TdT mediated dUTP Nick End-Labeling 末端脱氧核苷酸转移酶介导的连接生物素的脱氧三磷酸末端脱氧核苷酸转移酶介导的连接生物素的脱氧三磷酸 鸟苷缺口末端标记法鸟苷缺口末端标记法CTL:Cytotoxic T LymphocyteICE:Interlukin-1 Converting Enzyme 白
17、介素白介素-1 转化酶转化酶DD:Death DomainFADD:Fas Associated proten with Death DomainDISC:Death-Inducing Signaling ComplexCaspase:Cysteine-Containing Aspatate-Specific Protease 半胱天冬蛋白酶半胱天冬蛋白酶 含有半胱氨酸的、具有天冬氨酸特异酶切位点的蛋白酶含有半胱氨酸的、具有天冬氨酸特异酶切位点的蛋白酶PTP：Permeability Transition PoreApaf-1:Apoptosis Protease Activating Fac
18、tor 1CAD:Caspase Activated DNase 由由Caspase激活的核酸酶激活的核酸酶CARD:Caspase Recruitment DomainTSP:Thrombospondin 血小板反应蛋白血小板反应蛋白线粒体跨膜电位改变与细胞凋亡的一致性（发现1）凋亡细胞的线粒体跨膜电位变化先于其DNA断裂返回（发现2）研究方法1.形态：荧光、电镜、原位杂交(TUNEL)等2.生化：DNA电泳、DNA断裂百分率、Caspase活性等3.流式细胞仪：凋亡的神经细胞（电镜、荧光及TUNEL)凋亡的抑制剂细胞凋亡的线粒体途径Apaf-1Bcl-XL两个发现活性氧活性氧NO缺血、缺氧
19、缺血、缺氧Ca2+PTPBcl-2超家族中的Bax和BH3亚家族P53(Molecular Policeman)的checkpoint作用第二信使神经酰胺(Ceramide)的作用产生：神经鞘磷脂 神经酰胺神经鞘磷脂酶诱导因素：TNF-、Fas、CD28、细胞因子(IL-1)、激素、免疫分子、HSP、抗癌药、活性氧、离子射线等作用：1.神经酰胺激活的蛋白激酶 2.神经酰胺激活的蛋白磷酸脂酶 3.调整PKC家族 4.激活应激活化的蛋白激酶 5.激活ced-3/ICE样蛋白酶CPP32(Caspase-3)654-2对内毒素血症小鼠胸腺细胞凋亡时DNA“梯”状条带的影响Bcl-XL在线粒体膜上的作
20、用机理由Caspase激活的核酸酶CAD:Caspase Activated DNaseCAD:Caspase Activated DNase细胞凋亡的三条主要途径诱导因素 抑制因素凋亡减弱性疾病 凋亡增强性疾病Caspase:Cysteine-Containing Aspatate-Specific Protease 半胱天冬蛋白酶第二信使神经酰胺(Ceramide)的作用钙、镁依赖性核酸内切酶激活应激活化的蛋白激酶吞噬细胞与凋亡细胞的相互识别ICE:Interlukin-1 Converting Enzyme激活ced-3/ICE样蛋白酶CPP32(Caspase-3)(三)、酶学变化即：
21、c-myc基因上调+有生长因子支持细胞增殖1.654-2对内毒素血症小鼠胸腺细胞凋亡时DNA“梯”状条带的影响依赖于激素引起的肿瘤 小脑退行性病654-2对内毒素血症小鼠胸腺细胞凋亡时DNA“梯”状条带的影响TNF-、IFN-英文缩略语TUNEL:TdT mediated dUTP Nick End-Labeling 末端脱氧核苷酸转移酶介导的连接生物素的脱氧三磷酸末端脱氧核苷酸转移酶介导的连接生物素的脱氧三磷酸 鸟苷缺口末端标记法鸟苷缺口末端标记法CTL:Cytotoxic T LymphocyteICE:Interlukin-1 Converting Enzyme 白介素白介素-1 转化酶
22、转化酶DD:Death DomainFADD:Fas Associated proten with Death DomainDISC:Death-Inducing Signaling ComplexCaspase:Cysteine-Containing Aspatate-Specific Protease 半胱天冬蛋白酶半胱天冬蛋白酶 含有半胱氨酸的、具有天冬氨酸特异酶切位点的蛋白酶含有半胱氨酸的、具有天冬氨酸特异酶切位点的蛋白酶PTP：Permeability Transition PoreApaf-1:Apoptosis Protease Activating Factor 1CAD:Caspase Activated DNase 由由Caspase激活的核酸酶激活的核酸酶CARD:Caspase Recruitment DomainTSP:Thrombospondin 血小板反应蛋白血小板反应蛋白
