細(xì)胞衰老及凋亡課件

請(qǐng)注意觀(guān)察老人的外部形態(tài)有哪些特征?衰老癥狀與原因分析衰老癥狀原因分析皮膚干燥、發(fā)皺頭發(fā)變白老人斑飲食減少細(xì)胞水分減少，體積減小細(xì)胞內(nèi)的酶活性降低細(xì)胞內(nèi)色素的累積細(xì)胞膜通透性功能改變第十三章細(xì)胞衰老與凋亡人的壽命應(yīng)該有多長(zhǎng)？哺乳類(lèi)動(dòng)物的壽命應(yīng)該是其生長(zhǎng)期的7倍。人的生長(zhǎng)期是最后一顆牙齒長(zhǎng)出來(lái)的時(shí)間(20-25歲)。因此人的壽命應(yīng)該為100-175歲，正常應(yīng)該是120歲?！八ァ笔侵腹δ芑蝮w力的減退。“老”是指年齡超過(guò)某一界限。衰老是機(jī)體在退化時(shí)期生理功能下降和紊亂的綜合表現(xiàn)，是不可逆的生命過(guò)程。衰老是客觀(guān)存在的，是細(xì)胞生命活動(dòng)的客觀(guān)規(guī)律。機(jī)體的衰老與細(xì)胞的衰老是相關(guān)聯(lián)的。衰老有三種表現(xiàn)形式：生理性衰老、病理性衰老、心理性衰老“衰”與“老”二、細(xì)胞衰老的特征（一）形態(tài)變化衰老細(xì)胞的形態(tài)變化主要表現(xiàn)在細(xì)胞皺縮，膜通透性、脆性增加，核膜內(nèi)折，細(xì)胞器數(shù)量特別是線(xiàn)粒體數(shù)量減少，胞內(nèi)出現(xiàn)脂褐素等異常物質(zhì)沉積，最終出現(xiàn)細(xì)胞凋亡或壞死?？傮w來(lái)說(shuō)老化細(xì)胞的各種結(jié)構(gòu)呈退行性變化.核增大、染色深、核內(nèi)有包含物染色質(zhì)凝聚、固縮、碎裂、溶解質(zhì)膜粘度增加、流動(dòng)性降低細(xì)胞質(zhì)色素積聚、空泡形成線(xiàn)粒體數(shù)目減少、體積增大、mtDNA突變或丟失高爾基體碎裂尼氏體消失包含物糖原減少、脂肪積聚核膜內(nèi)陷三、細(xì)胞衰老的分子機(jī)理關(guān)于衰老的機(jī)理具有許多不同的學(xué)說(shuō)，概括起來(lái)主要有差錯(cuò)學(xué)派（Errortheories）和遺傳學(xué)派（Genetic/Programmedtheories）兩大類(lèi)，前者強(qiáng)調(diào)衰老是由于細(xì)胞中的各種錯(cuò)誤積累引起的，后者強(qiáng)調(diào)衰老是遺傳決定的自然演進(jìn)過(guò)程。其實(shí)，現(xiàn)在看來(lái)兩者是相互統(tǒng)一的（一）差錯(cuò)學(xué)派細(xì)胞衰老是各種細(xì)胞成分在受到內(nèi)外環(huán)境的損傷作用后，因缺乏完善的修復(fù)，使“差錯(cuò)”積累，導(dǎo)致細(xì)胞衰老。根據(jù)對(duì)導(dǎo)致“差錯(cuò)”的主要因子和主導(dǎo)因子的認(rèn)識(shí)不同，可分為不同的學(xué)說(shuō)1．代謝廢物積累（wasteproductaccumulation）細(xì)胞代謝產(chǎn)物積累至一定量后會(huì)危害細(xì)胞，引起衰老，哺乳動(dòng)物脂褐質(zhì)的沉積是一個(gè)典型的例子，脂褐質(zhì)是一些長(zhǎng)壽命的蛋白質(zhì)和DNA、脂類(lèi)共價(jià)縮合形成的巨交聯(lián)物，次級(jí)溶酶體是形成脂褐質(zhì)的場(chǎng)所，由于脂褐質(zhì)結(jié)構(gòu)致密，不能被徹底水解，又不能排出細(xì)胞，結(jié)果在細(xì)胞內(nèi)沉積增多，阻礙細(xì)胞的物質(zhì)交流和信號(hào)傳遞，最后導(dǎo)致細(xì)胞衰老，如老年性癡呆（AD）就是由β-淀粉樣蛋白沉積引起的，因此β-AP可做為AD的鑒定指標(biāo)。2．自由基學(xué)說(shuō)（freeradicaltheories）自由基是一類(lèi)瞬時(shí)形成的含不成對(duì)電子的原子或功能基團(tuán)，普遍存在于生物系統(tǒng)。主要包括：氧自由基（如羥自由基·OH）、氫自由基（·H）、碳自由基、脂自由基等，其中·OH的化學(xué)性質(zhì)最活潑。人體內(nèi)自由基的產(chǎn)生有兩方面：一是環(huán)境中的高溫、輻射、光解、化學(xué)物質(zhì)等引起的外源性自由基；二是體內(nèi)各種代謝反應(yīng)產(chǎn)生的內(nèi)源性自由基。內(nèi)源性自由基是人體自由基的主要來(lái)源，其產(chǎn)生的主要途徑有：①由線(xiàn)粒體呼吸鏈電子泄漏產(chǎn)生；②由經(jīng)過(guò)氧化物酶體的多功能氧化酶（MFO）等催化底物羥化產(chǎn)生。此外，機(jī)體血紅蛋白、肌紅蛋白中還可通過(guò)非酶促反應(yīng)產(chǎn)生自由基。自由基含有未配對(duì)電子，具有高度反應(yīng)活性，可引發(fā)鏈?zhǔn)阶杂苫磻?yīng)，引起DNA、蛋白質(zhì)和脂類(lèi)，尤其是多不飽和脂肪酸（polyunsaturatedfattyAcids，PUFA）等大分子物質(zhì)變性和交聯(lián)，損傷DNA、生物膜、重要的結(jié)構(gòu)蛋白和功能蛋白，從而引起衰老各種現(xiàn)象的發(fā)生。實(shí)驗(yàn)表明DNA中OH8dG隨著年齡的增加而增加。OH8dG完全失去堿基配對(duì)特異性，不僅OH8dG被錯(cuò)讀，與之相鄰的胞嘧啶也被錯(cuò)誤復(fù)制。正常細(xì)胞內(nèi)存在清除自由基的防御系統(tǒng)，包括酶系統(tǒng)和非酶系統(tǒng)，前者如：超氧化物歧化酶（SOD），過(guò)氧化氫酶（CAT），谷胱甘肽過(guò)氧化物酶（GSH-PX），非酶系統(tǒng)有維生素E、醌類(lèi)物質(zhì)等電子受體。OrrWC和SohalRS（1994），將銅鋅超氧化物岐化酶（copper-zincsuperoxidedismutase）基因?qū)牍?，使轉(zhuǎn)基因株具有3個(gè)拷貝的SOD基因，其壽命比野生型延長(zhǎng)1/3。1．程序性衰老（programmedsenescence）程序性衰老理論認(rèn)為，生物的生長(zhǎng)、發(fā)育、衰老和死亡都由基因程序控制的，衰老實(shí)際上是某些基因依次開(kāi)啟或關(guān)閉的結(jié)果。例如在小鼠肝中，胚胎早期表達(dá)的胞質(zhì)丙氨酸轉(zhuǎn)氨酶（cytosolicalanineaminotransferase，cAAT）為A型，隨后停止表達(dá)，但是在衰老時(shí)則表達(dá)B型cAAT，其它類(lèi)似的衰老標(biāo)志物（senescencemarkers）也有報(bào)道，如肝臟中的衰老標(biāo)志蛋白2（senescencemarkerprotein2）也是在老年期表達(dá)。此外程序性學(xué)派還認(rèn)為衰老還與神經(jīng)內(nèi)分泌系統(tǒng)退行性變化以及免疫系統(tǒng)的程序性衰老有關(guān)。2．復(fù)制性衰老（replicativesenescence）概念：關(guān)于細(xì)胞增殖能力和壽命是有限的觀(guān)點(diǎn)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(wú)限的，而是有一定的界限，這就是Hayflick界限。癌細(xì)胞或培養(yǎng)的細(xì)胞系是不正常細(xì)胞，其染色體數(shù)目或形態(tài)已經(jīng)不同于原先的細(xì)胞細(xì)胞的增殖能力與供體年齡有關(guān)物種壽命與培養(yǎng)細(xì)胞壽命之間存在著一定的關(guān)系二倍體細(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 ◆是細(xì)胞核而不是細(xì)胞質(zhì)決定了細(xì)胞衰老Hayflick界限(HayflickLimitation）細(xì)胞來(lái)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(lái)源的人成纖維細(xì)胞的增殖代數(shù)一個(gè)37歲的成人早衰癥患者正常兒童（左）和嬰幼兒早衰癥患者（右）研究表明當(dāng)細(xì)胞衰老時(shí)，一些衰老相關(guān)基因（SAG）表達(dá)特別活躍，其表達(dá)水平大大高于年輕細(xì)胞，已在人1號(hào)染色體、4號(hào)染色體及X染色體上發(fā)現(xiàn)SAG。用線(xiàn)蟲(chóng)的研究表明，基因確可影響衰老及壽限，Caenorhabditiselegans的平均壽命僅3.5天，該蟲(chóng)age-1單基因突變，可提高平均壽命65%，提高最大壽命110%，age-1突變型有較強(qiáng)的抗氧化酶活性，對(duì)H2O2、農(nóng)藥、紫外線(xiàn)和高溫的耐受性均高于野生型。對(duì)早老綜合癥的研究發(fā)現(xiàn)體內(nèi)解旋酶存在突變，該酶基因位于8號(hào)染色體短臂，稱(chēng)為WRN基因。對(duì)AD的研究發(fā)現(xiàn)，至少與4個(gè)基因的突變有關(guān)，其中淀粉樣蛋白前體基因（APP）的突變，導(dǎo)致基因產(chǎn)物β淀粉蛋白易于在腦組織中沉積，引起AD。1.細(xì)胞壞死（細(xì)胞被動(dòng)性死亡）

細(xì)胞壞死是病理?xiàng)l件下細(xì)胞死亡的過(guò)程。早期表現(xiàn)為細(xì)胞膜破裂，線(xiàn)粒體腫脹。繼而溶酶體破裂,細(xì)胞內(nèi)容物流出,引起炎癥。判斷細(xì)胞是否死亡，常用細(xì)胞活體染色方法進(jìn)行鑒別，由于細(xì)胞死亡時(shí)，細(xì)胞膜通透性發(fā)生改變，喪失原有功能及增殖能力，可被伊文思藍(lán)、洋紅、甲基藍(lán)等.染色時(shí)間不能太長(zhǎng),凡未染或染色及淺的細(xì)胞是有活力的，而染色深的細(xì)胞是無(wú)活力的死細(xì)胞胞質(zhì)內(nèi)蛋白變性、凝固或碎裂，以及嗜堿性核蛋白的降解，細(xì)胞質(zhì)呈現(xiàn)強(qiáng)嗜酸性，故壞死組織或細(xì)胞在蘇木精/伊紅染色切片中，胞質(zhì)呈均一的深伊紅色FDA:雙醋酸熒光素?zé)晒夥?染色法:

2.細(xì)胞凋亡（細(xì)胞主動(dòng)性死亡） 美國(guó)科學(xué)情報(bào)研究所（ISI）1997年SCI（ScienceCitationIndex）收錄及引用論文檢索，全世界自然科學(xué)研究中論文發(fā)表最集中的三個(gè)領(lǐng)域分別是：細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)（signaltransduction）；細(xì)胞凋亡（cellapoptosis）；基因組與后基因組學(xué)研究（genomeandpost-genomicanalysis）。CaenorhabditiselegansDrosophilamelanogasterArabidopsisthaliana細(xì)胞凋亡的形態(tài)學(xué)特征◆凋亡的起始：細(xì)胞表面的特化結(jié)構(gòu)如微絨毛消失，細(xì)胞間接觸的消失，但細(xì)胞膜依然完整；線(xiàn)粒體大體完整，但核糖體逐漸從內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上脫離，內(nèi)質(zhì)網(wǎng)囊腔膨脹，并逐漸與質(zhì)膜融合；染色質(zhì)固縮，形成新月形帽狀結(jié)構(gòu)等形態(tài)，沿著核膜分布

◆凋亡小體的形成：核染色質(zhì)斷裂為大小不等的片段，與某些細(xì)胞器如線(xiàn)粒體一起聚集，為反折的細(xì)胞質(zhì)膜所包圍。細(xì)胞表面產(chǎn)生了許多泡狀或芽狀突起，逐漸形成單個(gè)的凋亡小體 ◆凋亡小體逐漸為鄰近的細(xì)胞吞噬并消化細(xì)胞凋亡的發(fā)生過(guò)程，在形態(tài)學(xué)上可分為三個(gè)階段：在光鏡下表現(xiàn)為：細(xì)胞凝縮，染色質(zhì)致密、邊緣化、核凝集，染色體斷裂形成核碎片。細(xì)胞質(zhì)氣泡化，凋亡小體形成并從胞體脫落，被周邊細(xì)胞吞噬。在電鏡下表現(xiàn)為：細(xì)胞核：早期縮小，電子密度增高，核膜皺縮，染色體密集于核膜下，分布不均勻；中期核高度凝集致密化；晚期核膜消失，染色體斷裂，核被分裂成碎片。核碎片在細(xì)胞質(zhì)中與細(xì)胞器等成分一起被細(xì)胞膜包裹成圓形的凋亡小體。細(xì)胞質(zhì)：密度增高，細(xì)胞骨架被破壞；內(nèi)質(zhì)網(wǎng)擴(kuò)大為泡狀。細(xì)胞膜：微絨毛喪失，但膜完整性始終保持。

a正常T細(xì)胞雜交瘤細(xì)胞b凋亡細(xì)胞(掃描電鏡)c凋亡細(xì)胞(透射電鏡)(掃描電鏡)1.細(xì)胞皺縮;2.染色質(zhì)凝集呈塊狀;3.細(xì)胞質(zhì)濃縮;4.凋亡小體形成；5.凋亡小體內(nèi)有結(jié)構(gòu)完整的細(xì)胞器。細(xì)胞凋亡的生物化學(xué)特征1.DNA凝膠電泳時(shí)呈現(xiàn)出特征性的梯形帶;2.RNA和蛋白質(zhì)的合成增加;3.鈣離子濃度升高;鈣離子濃度的升高是細(xì)胞凋亡的一個(gè)重要條件。4.內(nèi)源性核酸內(nèi)切酶活化，導(dǎo)致染色質(zhì)ＤＮＡ斷裂;5.線(xiàn)粒體的變化。細(xì)胞凋亡與壞死(necrosis)●二者的主要區(qū)別細(xì)胞凋亡過(guò)程中，細(xì)胞質(zhì)膜反折，包裹斷裂的染色質(zhì)片段或細(xì)胞器，然后逐漸分離，形成眾多的凋亡小體（apoptoticbodies），凋亡小體則為鄰近的細(xì)胞所吞噬。整個(gè)過(guò)程中，細(xì)胞質(zhì)膜的整合性保持良好，死亡細(xì)胞的內(nèi)容物不會(huì)逸散到胞外環(huán)境中去，因而不引發(fā)炎癥反應(yīng)。相反，在細(xì)胞壞死時(shí)，細(xì)胞質(zhì)膜發(fā)生滲漏，細(xì)胞內(nèi)容物，包括膨大和破碎的細(xì)胞器以及染色質(zhì)片段，釋放到胞外，導(dǎo)致炎癥反應(yīng)○

細(xì)胞凋亡是細(xì)胞內(nèi)死亡程序活化而致的細(xì)胞自殺，是由凋亡相關(guān)基因調(diào)節(jié)控制的，故亦稱(chēng)編程性細(xì)胞死亡?！鸺?xì)胞壞死指各種致病因子干擾和中斷了細(xì)胞正常代謝活動(dòng)而造成的細(xì)胞意外死亡。細(xì)胞凋亡與細(xì)胞壞死的主要區(qū)別特征細(xì)胞凋亡細(xì)胞壞死

細(xì)胞核染色質(zhì)邊緣化核濃縮核凝集斷裂核破碎凋亡小體核溶解細(xì)胞質(zhì)濃縮、胞質(zhì)氣泡顯著膨脹細(xì)胞器結(jié)構(gòu)保留細(xì)胞器破壞細(xì)胞膜完整破裂DNA電泳階梯狀條帶彌散分布條帶合成代謝新RNA蛋白質(zhì)合成合成代謝終止炎癥反應(yīng)無(wú)有基因調(diào)節(jié)由凋亡相關(guān)基因調(diào)控與基因調(diào)控?zé)o關(guān)發(fā)生條件多為生理性只為病理性壞死細(xì)胞凋亡細(xì)胞三、細(xì)胞凋亡的檢測(cè)1）、形態(tài)學(xué)檢測(cè)：染色法結(jié)合普通光鏡，以及電子顯微鏡檢測(cè)2）、DNA電泳：3）、TUNEL測(cè)定法：即DNA斷裂的原位末端標(biāo)記法，用熒光素耦連分子標(biāo)記DNA3‘-OH斷裂口4）、彗星電泳法：利用電泳技術(shù)檢測(cè)降解成片斷的DNA。5）、流式細(xì)胞儀分析：根據(jù)凋亡細(xì)胞DNA斷裂和丟失，采用碘化病啶使DNA產(chǎn)生激發(fā)熒光，從而檢測(cè)凋亡。HeLa細(xì)胞透射電鏡觀(guān)察HeLa細(xì)胞掃描電鏡觀(guān)察細(xì)胞色素c誘導(dǎo)的凋亡細(xì)胞DNA電泳圖1．細(xì)胞色素c誘導(dǎo)0h2．細(xì)胞色素c誘導(dǎo)1h3．細(xì)胞色素c誘導(dǎo)2h4．細(xì)胞色素c誘導(dǎo)3h5．細(xì)胞色素c誘導(dǎo)4h6．陰性對(duì)照7．Marker（自趙允、翟中和）彗星圖像(×400)A.死后0h;B.死后3h;C.死后15h大鼠死后脾細(xì)胞核DNA降解四、細(xì)胞凋亡的分子機(jī)理一）、誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡的因子◆物理性因子，包括射線(xiàn)（紫外線(xiàn)，射線(xiàn)等），較溫和的溫度刺激（如熱激，冷激）等◆化學(xué)及生物因子：包括活性氧基團(tuán)和分子，DNA和蛋白質(zhì)合成的抑制劑，激素，細(xì)胞生長(zhǎng)因子，腫瘤壞死因子（TNF）等線(xiàn)蟲(chóng)細(xì)胞凋亡的研究

線(xiàn)蟲(chóng)（C.elegans)是研究細(xì)胞凋亡的理想材料，提供了一個(gè)良好的模型。它蟲(chóng)體透明，易于觀(guān)察。早期研究發(fā)現(xiàn)蟲(chóng)體在不同發(fā)育時(shí)期某些細(xì)胞定期死亡。在整個(gè)發(fā)育過(guò)程中，有131個(gè)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(gè)凋亡基因。研究發(fā)現(xiàn)ced3,ced4基因促進(jìn)細(xì)胞凋亡，ced9基因阻止ced3/ced4的激活，抑制細(xì)胞凋亡。Ced3哺乳類(lèi)同源物是ICE(Interleukin-1-convertingenzyme)，即Caspase1

正常細(xì)胞走向死亡細(xì)胞死細(xì)胞降解細(xì)胞起動(dòng)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）二）、細(xì)胞凋亡的分子調(diào)控機(jī)理線(xiàn)蟲(chóng)細(xì)胞凋亡的過(guò)程可劃分為四個(gè)階段：1命令階段（execution）這一階段決定細(xì)胞凋亡與否，通過(guò)基因ced-3和ced-4的指令可以執(zhí)行細(xì)胞凋亡，使細(xì)胞有程序有步驟的凋亡，而ced-9基因則能阻止這一凋亡過(guò)程的執(zhí)行。2細(xì)胞凋亡階段（death）已經(jīng)接受凋亡指令的細(xì)胞，在這一階段將受ced-3和ced-4基因的調(diào)控而停止生長(zhǎng)，選擇凋亡途徑。3細(xì)胞吞噬階段（engulfment）這一階段細(xì)胞處于被臨近細(xì)胞吞噬的狀態(tài)。控制這一過(guò)程的基因有兩組：即ced-1,ced-6,ced-7,ced-8基因組和ced-2,ced-10基因組。4分解階段（degradation）凋亡細(xì)胞被吞噬后很快分解，這一階段起作用的基因是nec-1.目前發(fā)現(xiàn)的調(diào)控細(xì)胞凋亡的相關(guān)基因1.Caspase家族與凋亡◆在哺乳類(lèi)找到的一組與ced-3基因同源的基因，構(gòu)成一個(gè)家族，即Caspase家族。

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(chēng)為Cysteineasparticacicspecificprotease，即Caspase特點(diǎn)：①酶活性依賴(lài)于半胱氨酸殘基的親核性；②總是在天冬氨酸之后切斷底物，所以命名為caspase（cysteineaspartate-specificprotease）；③都是由兩大、兩小亞基組成的異四聚體，大、小亞基由同一基因編碼，前體被切割后產(chǎn)生兩個(gè)活性亞基:異二聚體。Caspase的種類(lèi)：13種Caspase。分為2個(gè)亞族（subgroup）：ICE亞族和CED-3家族。又分為兩類(lèi)：一類(lèi)為執(zhí)行者（effector），如caspase-3、6、7，它們可直接降解胞內(nèi)的結(jié)構(gòu)蛋白和功能蛋白，引起凋亡，但不能通過(guò)自催化（autocatalytic）或自剪接的方式激活；另一類(lèi)為啟動(dòng)者（initiator），如caspase-8、9，受到信號(hào)后，能通過(guò)自剪接而激活，然后引起caspase級(jí)聯(lián)反應(yīng)，如caspase-8可依次激活caspase-3、6、7ced基因在一種無(wú)脊椎動(dòng)物——線(xiàn)蟲(chóng)中發(fā)現(xiàn)的一組基因，共14個(gè)，其中ced-3,ced-4,ced-9研究的較為清楚。Ced-3編碼530個(gè)氨基酸，其中有100個(gè)氨基酸為絲氨酸富含區(qū)。ICE基因是哺乳動(dòng)物中克隆出的ced-3的同源基因，為白細(xì)胞介素1β轉(zhuǎn)化酶（inter-leukin-1βconvertingenzyme）。是一種底物特異性半胱氨酸蛋白酶（cysteinasparticacicspecificprotease,caspase家族)，這個(gè)家族的共同點(diǎn)是特異的斷開(kāi)天冬氨酸后的肽鍵.Caspase活化Caspase自身以非活化的Procaspase存在，其激活則需在兩個(gè)亞基的連接區(qū)的天冬氨酸位點(diǎn)進(jìn)行切割（裂解活化），結(jié)果產(chǎn)生了由兩個(gè)亞基組成的異二聚體，此即具有活性的酶。胞外信號(hào)分子誘導(dǎo)的細(xì)胞凋亡途徑

凋亡信號(hào)通路當(dāng)細(xì)胞接受凋亡信號(hào)分子后，凋亡細(xì)胞表面信號(hào)分子受體相互聚集并與細(xì)胞內(nèi)的銜接蛋白(Adaptorprotein)結(jié)合，這些銜接蛋白又募集Procaspases聚集在受體部位，Procaspase相互活化并產(chǎn)生級(jí)聯(lián)反應(yīng)，使細(xì)胞凋亡

Caspases活化后，作用底物：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(shí)別并吞噬。Fas介導(dǎo)的細(xì)胞凋亡Fas具有三個(gè)富含半胱氨酸的胞外區(qū)和一個(gè)稱(chēng)為死亡結(jié)構(gòu)域（Deathdomain，DD）的胞內(nèi)區(qū)。Fas的配體FasL（Fasligand）與Fas結(jié)合后，F(xiàn)as三聚化使胞內(nèi)的DD區(qū)構(gòu)象改變，然后與接頭蛋白FADD（Fasassociateddeathdomain）的DD區(qū)結(jié)合，而后FADD的N端DED區(qū)（deatheffectordomain）就能與Caspase-82．Apaf-1Apaf-1被稱(chēng)為凋亡酶激活因子-1，與線(xiàn)蟲(chóng)的ced-4同源Apaf-1含有3個(gè)不同的結(jié)構(gòu)域①CARD（caspaserecruitmentdomain）結(jié)構(gòu)域，能召集caspase-9；②ced-4同源結(jié)構(gòu)域，能結(jié)合ATP/dATP；③C端結(jié)構(gòu)域，含有色氨酸/天冬氨酸重復(fù)序列，當(dāng)細(xì)胞色素c的結(jié)合到這一區(qū)域后，能引起Apaf-1多聚化而激活。Apaf-1具有激活Caspase-3的作用，但需要細(xì)胞色素c（Apaf-2）和caspase-9（Apaf-3）參與。Apaf-1/細(xì)胞色素c復(fù)合體與ATP/dATP結(jié)合后，Apaf-1就可以通過(guò)其CARD結(jié)構(gòu)域召集caspase-9，形成凋亡體（apoptosome）3．Bcl-2家族◆Bcl-2是一種原癌基因，是ced-9在哺乳類(lèi)中的同源物，能抑制細(xì)胞凋亡；與線(xiàn)粒體及內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜相結(jié)合；Bcl-2蛋白的羧基末端有一穿膜的結(jié)構(gòu)域；Bcl-2家族成員的基因中，常常含有三個(gè)保守的Bcl-2同源區(qū)，即BH1，BH2和BH3，這三個(gè)區(qū)域是調(diào)節(jié)凋亡所必需的結(jié)構(gòu)。Bcl-2家族可分為兩類(lèi)：一類(lèi)是抗凋亡的，如：Bcl-2；一類(lèi)是促進(jìn)凋亡的，如：Bax、Bad、Bid，以二聚體形體發(fā)揮作用。4．p53是一種抑癌基因，其生物學(xué)功能是在G期監(jiān)視DNA的完整性。如有損傷，則抑制細(xì)胞增殖，直到DNA修復(fù)完成。如果DNA不能被修復(fù)，則誘導(dǎo)其調(diào)亡，研究發(fā)現(xiàn)喪失p53功能的小鼠胸腺細(xì)胞對(duì)糖皮質(zhì)激素誘導(dǎo)的調(diào)亡反應(yīng)和正常細(xì)胞相同，而對(duì)輻射誘導(dǎo)的調(diào)亡不敏感。P53腫瘤抑制基因分為野生型與突變型，野生型P53誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡，突變型P53抑制細(xì)胞凋亡P53通過(guò)調(diào)節(jié)Bcl2Bax的表達(dá)來(lái)影響細(xì)胞凋亡5．myc惡性腫瘤細(xì)胞中都發(fā)現(xiàn)有c-myc的過(guò)度表達(dá)，它能促進(jìn)細(xì)胞增殖、抑制分化。在凋亡細(xì)胞中c-myc也是高表達(dá)，作為轉(zhuǎn)錄調(diào)控因子，一方面它能激活那些控制細(xì)胞增殖的基因，另一方面也激活促進(jìn)細(xì)胞凋亡的基因，給細(xì)胞兩種選擇：增殖或凋亡。當(dāng)生長(zhǎng)因子存在，Bcl-2基因表達(dá)時(shí)，促進(jìn)細(xì)胞增殖，反之細(xì)胞凋亡六、線(xiàn)粒體與細(xì)胞凋亡細(xì)胞內(nèi)源信號(hào)◆內(nèi)源信號(hào)●DNA損傷●細(xì)胞質(zhì)中Ca2+濃度過(guò)高●極度氧脅迫（產(chǎn)生大量的自由基）◆正控制信號(hào)

促進(jìn)細(xì)胞死亡,如細(xì)胞色素c,凋亡蛋白酶激活因子（apoptoticprotease-activatingfactor，Apaf）◆負(fù)控制信號(hào)

抑制細(xì)胞死亡，如哺乳動(dòng)物中的BCL-2和BCL-x蛋白。細(xì)胞內(nèi)源信號(hào)激發(fā)細(xì)胞程序性死亡線(xiàn)粒體既是細(xì)胞的能量工廠(chǎng)，也是細(xì)胞的凋亡控制中心，可是為什么線(xiàn)粒體會(huì)擔(dān)負(fù)起如此重要的雙重功能呢？一個(gè)主要的原因是各類(lèi)生長(zhǎng)因子都可以促進(jìn)葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)和己糖激酶等向線(xiàn)粒體轉(zhuǎn)運(yùn)、加速能量生產(chǎn)，相反地剝奪生長(zhǎng)因子后，細(xì)胞氧消耗降低、ATP合成不足、蛋白質(zhì)合成受阻，最后細(xì)胞走向死亡。由于這一方面的資料較少，目前還很難作出一個(gè)較好的解釋?zhuān)荒芰粼谝院笤偻晟?。?xì)胞凋亡可能的調(diào)控機(jī)制通過(guò)對(duì)線(xiàn)蟲(chóng)、昆蟲(chóng)、鼠和人