程序性細(xì)胞死亡與細(xì)胞衰老

程序性細(xì)胞死亡與細(xì)胞衰老第一節(jié)程序性細(xì)胞死亡2、細(xì)胞凋亡的特征凋亡起始：染色質(zhì)固縮并沿核膜分布，細(xì)胞質(zhì)發(fā)生皺縮，細(xì)胞表面特化結(jié)構(gòu)消失。

凋亡小體形成:細(xì)胞質(zhì)膜反折，包圍染色質(zhì)片段和細(xì)胞器等，形成芽狀突起并逐漸分隔，形成凋亡小體。凋亡小體被吞噬:凋亡小體被鄰近的細(xì)胞或吞噬細(xì)胞所吞噬，并被消化后重新利用。（二）、細(xì)胞凋亡的檢測方法1、形態(tài)學(xué)觀察：染色法、透射和掃描電鏡觀察2、DNA電泳：DNA片段呈現(xiàn)出梯狀條帶3、TUNEL測定法：即DNA斷裂的原位末端標(biāo)記法4、彗星電泳法5、流式細(xì)胞分析彗星電泳法（三）、細(xì)胞凋亡的生化特征

細(xì)胞凋亡的主要特征是形成大小為180～200bp特征性的DNAladders。

凋亡細(xì)胞組織轉(zhuǎn)谷氨酰胺酶tTG（tissueTransglutaminase）積累并達(dá)到較高水平。第一節(jié)程序性細(xì)胞死亡（四）、細(xì)胞凋亡的生物學(xué)意義對動物個體的正常發(fā)育、自穩(wěn)態(tài)的維持、免疫耐受的形成、腫瘤監(jiān)控等多種生理及病理過程具有重要意義。1有利于清除多余細(xì)胞胚胎發(fā)育的某個階段，特定區(qū)域的多余細(xì)胞發(fā)生凋亡，利于器官的形態(tài)形成。如指和趾的形成。神經(jīng)元細(xì)胞的凋亡。2有利于清除無用細(xì)胞形態(tài)發(fā)生時，一些遺跡隨發(fā)育而凋亡。如尾芽和鰓的定期消亡、蝌蚪退尾、人體性別的分化。3有利于清除發(fā)育不正常的細(xì)胞、有害細(xì)胞。作為自身的一種保護(hù)機(jī)制。

4有利于清除完成正常使命的衰老細(xì)胞如人紅細(xì)胞、動物表皮細(xì)胞、胃腸道細(xì)胞

5維持器官、組織細(xì)胞數(shù)目相對平衡細(xì)胞凋亡和細(xì)胞增殖是一個相反的過程，細(xì)胞增殖低下和/或凋亡過盛，引起器官萎縮，腫瘤發(fā)生既與細(xì)胞增殖過度有關(guān)，又與細(xì)胞凋亡不足有關(guān)。（五）、細(xì)胞凋亡的分子機(jī)制誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡的因素有多種，包括物理性因子、化學(xué)及生物因子。1、線蟲的細(xì)胞凋亡相關(guān)基因—ced基因線蟲細(xì)胞凋亡的研究

線蟲（C.elegans)是研究細(xì)胞凋亡的理想材料，提供了一個良好的模型。它蟲體透明，易于觀察。早期研究發(fā)現(xiàn)蟲體在不同發(fā)育時期某些細(xì)胞定期死亡。在整個發(fā)育過程中，有131個細(xì)胞陸續(xù)進(jìn)入死亡程序，決定這些細(xì)胞進(jìn)入死亡程序的是一系列凋亡基因?，F(xiàn)已從中分離出10余個凋亡基因。正常細(xì)胞走向死亡細(xì)胞死細(xì)胞降解細(xì)胞起動死亡程序執(zhí)行死亡程序被吞噬處理Ced-2Ces-1cgl-1Ced-9ced-3\4Ced-1\2\5ced-5\6\7ced-8\10nec-1其中研究的較清楚的是ced-9(抑制細(xì)胞凋亡）、ced-3,ced-4(促進(jìn)細(xì)胞凋亡)2002年諾貝爾生理或醫(yī)學(xué)獎獲得者SydneyBrennerH.RobertHorvitzJohnE.SulstonCed3哺乳類同源物是ICE(Interleukin-1-convertingenzyme)，即Caspase1

2、caspase

家族（殺手蛋白酶）與凋亡Caspase活性位點(diǎn)是半胱氨酸(Cysteine)，裂解靶蛋白位點(diǎn)是天冬氨酸殘基后的肽鍵，因此稱為Cysteineasparticacidspecificprotease，即Caspase。Caspase并不完全降解某一蛋白質(zhì)。Caspase的種類：現(xiàn)已確定15種Caspase。①Caspase-1和-11主要負(fù)責(zé)白介素前體的活化，不直接參與凋亡信號的傳遞。②凋亡起始者，Caspase-2，-8，-9，-10，負(fù)責(zé)切割執(zhí)行者的前體，活化執(zhí)行者。③凋亡執(zhí)行者，Caspase-3，-6，-7，活化后負(fù)責(zé)切割細(xì)胞結(jié)構(gòu)蛋白和調(diào)節(jié)蛋白。Caspase的底物：裂解核纖層蛋白，導(dǎo)致細(xì)胞核形成凋亡小體；裂解DNase結(jié)合蛋白，使DNase釋放，降解DNA形成DNALadder;裂解參與細(xì)胞連接或附著的骨架和其他蛋白，使凋亡細(xì)胞皺縮、脫落，便于細(xì)胞吞噬；導(dǎo)致膜脂PS重排，便于吞噬細(xì)胞識別并吞噬。細(xì)胞凋亡中caspase級聯(lián)效應(yīng)（3）Caspase依賴性的細(xì)胞凋亡主要通過兩條途徑引發(fā)：①由死亡受體起始的外源途徑；②由線粒體起始的內(nèi)源途徑。外源途徑：胞外配體（Fasl或TNF）→受體（質(zhì)膜表面分子Fas或TNF受體）→募集接頭蛋白和起始Caspase酶原形成死亡誘導(dǎo)信號復(fù)合物（DISC）→起始Caspase活化→執(zhí)行Caspase活化→細(xì)胞凋亡。內(nèi)源途徑：內(nèi)部或外部凋亡信號的刺激→線粒體外膜通透性改變→向胞質(zhì)釋放凋亡相關(guān)因子（細(xì)胞色素c）→細(xì)胞色素c與Apaf-1及Caspase-9前體形成凋亡復(fù)合體（apoptosome）→Caspase-9活化→執(zhí)行Caspase活化→細(xì)胞凋亡。內(nèi)源途徑中，細(xì)胞色素c的釋放是關(guān)鍵步驟。線粒體通透性主要受Bcl-2蛋白家族的調(diào)控。Bcl-2是線蟲抗凋亡蛋白Ced-9在哺乳類中的同源物，Bcl-2蛋白家族通常含有BH結(jié)構(gòu)域，根據(jù)功能分為兩組：Bcl-2，Bcl-xL，Bcl-w等抑制細(xì)胞凋亡；Bax，Bak，Noxa等促進(jìn)細(xì)胞凋亡。4、生死抉擇——細(xì)胞凋亡的調(diào)控

細(xì)胞中存在Caspase抑制因子，能夠直接與Caspase活性分子結(jié)合，阻抑對其底物的切割作用。如c-IAP（inhibitorofapoptosis）家族、c-FLIP、BAR和ARC等。細(xì)胞存活因子包括多種有絲分裂原和生長因子。它們與細(xì)胞表面受體結(jié)合后，啟動細(xì)胞內(nèi)信號通路，抑制凋亡的發(fā)生。在抗凋亡、促存活的信號通路中，NF-kB處于中心地位。p53是細(xì)胞內(nèi)的一種轉(zhuǎn)錄因子，它是重要的促凋亡因子和腫瘤抑制因子。

二、細(xì)胞壞死當(dāng)細(xì)胞凋亡不能正常發(fā)生而細(xì)胞必須死亡時，壞死作為凋亡的“替補(bǔ)”方式被細(xì)胞采用；此外，分裂旺盛細(xì)胞的DNA被持續(xù)損傷，也能引發(fā)細(xì)胞壞死，推測原因可能是RARP被活化。特征：質(zhì)膜破損，細(xì)胞內(nèi)含物釋放，引起周圍組織的炎癥反應(yīng)。細(xì)胞凋亡與壞死區(qū)別

細(xì)胞凋亡細(xì)胞壞死細(xì)胞膜發(fā)泡，膜仍完整細(xì)胞質(zhì)膜受損、不完整細(xì)胞膜內(nèi)陷將細(xì)胞分割成凋亡小體細(xì)胞腫脹、溶解不發(fā)生炎癥反應(yīng)發(fā)生嚴(yán)重炎癥反應(yīng)被鄰近正常細(xì)胞或吞噬細(xì)胞所吞噬被巨噬細(xì)胞所吞噬溶酶體完整溶酶體裂解染色質(zhì)均一凝集染色質(zhì)聚集成塊、不均一染色質(zhì)非隨機(jī)降解為DNAladder染色質(zhì)DNA被隨機(jī)降解三、細(xì)胞自噬細(xì)胞自噬是另一種程序性細(xì)胞死亡的方式。其特征是細(xì)胞中出現(xiàn)大的雙層膜包裹的自噬小體。雙層膜來自內(nèi)質(zhì)網(wǎng)或細(xì)胞質(zhì)中的膜泡，包裹著整個的細(xì)胞器或部分細(xì)胞質(zhì)，自噬小體與溶酶體融合后，內(nèi)含物被溶酶體中的水解酶消化。細(xì)胞自噬是細(xì)胞凋亡的補(bǔ)充途徑。細(xì)胞自噬的分子機(jī)制。第二節(jié)細(xì)胞衰老一、細(xì)胞衰老的概念與特征1、概念：細(xì)胞衰老一般的含義是指復(fù)制衰老，指體外培養(yǎng)的正常細(xì)胞經(jīng)過有限次數(shù)的分裂后，停止分裂，細(xì)胞形態(tài)和生理代謝活動發(fā)生顯著改變的現(xiàn)象。細(xì)胞不死性觀點(diǎn):（二十世紀(jì)30-60年代）證據(jù)：Carrel認(rèn)為，體外培養(yǎng)的細(xì)胞是能夠永生不死的。體外培養(yǎng)雞心臟成纖維細(xì)胞34年。

第二節(jié)細(xì)胞衰老Hayflick界限（Hayflick1imitation）：細(xì)胞，至少是培養(yǎng)的二倍體細(xì)胞，不是不死的，而是有一定的壽命；它們的增殖能力不是無限的，而是有一定的界限，這就是Hayflick界限。

細(xì)胞的增殖能力與供體年齡有關(guān)。二倍體細(xì)胞的衰老是由細(xì)胞本身決定的.

決定細(xì)胞衰老的因素在細(xì)胞內(nèi)部，不是外部的環(huán)境。

細(xì)胞來源人胚肺成纖維細(xì)胞中年人成纖維細(xì)胞老年人成纖維細(xì)胞可增殖代數(shù)40-60202-4不同年齡來源的人成纖維細(xì)胞的增殖代數(shù)Hutchinson-Gilfordsyndrome二、衰老細(xì)胞結(jié)構(gòu)的變化1、細(xì)胞核的變化：核增大、核膜內(nèi)折、染色質(zhì)固縮