细胞凋亡分子机制及检测.pptx

细胞发生代谢停止、结构破坏和功能丧失等不可逆性变化，此即细胞死亡。细胞死亡包括坏死和凋亡两大类型。相比起细胞坏死，细胞凋亡是更常见的细胞死亡形式。在20世纪70年代，科学家们发现了细胞凋亡，这一研究成果获得了2002年诺贝尔生理/医学奖。有丝分裂细胞增多动态平衡细胞凋亡细胞减少新生细胞出现，产生相应功能机体正常生原有的、不必要的、有害的细胞除去长发育细胞程序性死亡的概念是1956年提出的，PCD是个功能性概念，描述在一个多细胞生物体中某些细胞死亡是个体发育中的一个预定的，并受到严格程序控制的正常组成部分。特征:即散在地、逐个地从正常组织中死亡和消失,机体无炎症反应，而且对整个机体的发育是有利和必须的。细胞程序性死亡是一个发育学概念，而细胞凋亡则是一个形态学概念，描述一件有着一整套形态学特征的与坏死完全不同的细胞死亡形式。但是一般认为凋亡和程序性死亡两个概念可以交互使用，具有同等意义。凋亡概念的形成1965年澳大利亚科学家发现，结扎鼠门静脉后，电镜观察到肝实质组织中有一些散在的死亡细胞。这些细胞的溶酶体并未被破坏，显然不同于细胞坏死。这些细胞体积收缩、染色质凝集,从其周围的组织中脱落并被吞噬,机体无炎症反应。1972年Kerr等三位科学家首次提出了细胞凋亡的概念，宣告了对细胞凋亡的真正探索的开始，在此之前，关于胚胎发育生物学、免疫系统的研究，肝细胞死亡的研究都为这一概念的提出奠定了基础。细胞凋亡的形态学及生物化学研究阶段（1972-1987）1）利用光镜和电镜对形态学特征进行了详细的研究。2）染色体DNA的降解：细胞凋亡的一个显著特征就是细胞染色质的DNA降解。3）RNA/蛋白质大分子的合成。4）钙离子变化，细胞内钙离子浓度的升高是细胞发生凋亡的一个重要条件。5）内源性核酸内切酶：细胞发生凋亡是需要这种核酸内切酶参与的。细胞凋亡的分子生物学研究阶段1）细胞凋亡相关基因及其调控2）细胞凋亡的信号转导3）细胞凋亡各种分子相互作用及相互关系4)细胞凋亡的临床应用基础研究阶段细胞凋亡的研究，其生命力在于最终能够有利于疾病机制的阐明，以及新疗法的探索及问世。细胞的生长发育、增殖、分化和死亡是细胞的4大特点，细胞死亡分为细胞凋亡和细胞坏死。细胞凋亡(apoptosis)是由死亡信号诱发的受调节的细胞死亡过程,是细胞生理性死亡的普遍形式。凋亡过程中DNA发生片段化，细胞皱缩分解成凋亡小体，被邻近细胞或巨噬细胞吞噬，不发生炎症。细胞坏死（necrosis）是在各种致病因素（如缺氧、物理、化学和生物学因素）的剧烈刺激下的病理性死亡。其特点是:引起死亡的因素剧烈，死亡迅速。表现为能量代谢下降—膜通透性增加—细胞水肿—细胞器破裂，细胞溶解，DNA不断裂—内含物释放—引起炎症反应。细胞凋亡:细胞在一定的生理或病理条件下,遵循自身的程序,结束其生命的生理性死亡，是受基因严格调控的细胞自杀现象。凋亡过程中，细胞骨架蛋白分解—细胞和细胞器浓缩而不裂解—染色体DNA断裂和形成凋亡小体—细胞内含物不外泄，不引起炎症反应。最后凋亡小体被巨噬细胞识别和吞噬。细胞凋亡Apoptosis和细胞坏死Necrosis细胞凋亡的形态学特征形成凋亡小体：内质网、高尔基复合体及核被膜膨大,形成泡状结构与细胞膜融合，以出泡方式离开正在死亡的细胞，将所包含的完整细胞器和核碎片等细胞内容物以细胞质膜包被成凋亡小体(apoptosisbodies）释放到细胞外。凋亡小体很快被周围邻近间质细胞或巨噬细胞吞噬，而不引起周围组织的炎症反应。胸腺细胞生物化学方面：核酸内切酶活化与DNA电泳呈梯子状改变是apoptosis的生物化学标志。核酸内切酶在核小体连接处将DNA链切断，从而最终产生寡聚核小体。这些寡聚核小体的大小均是DNA长度为180-200个碱基对(bp)的倍数，因此用琼脂糖凝胶电泳测定细胞DNA时出现特征性的“梯状”（ladder）带纹。LadderPatternofApoptoticCells二、细胞凋亡的生理意义未成熟B细胞（immatureBcell）完成骨髓发育阶段后，进入血液循环。尽管它表达膜表面抗原受体，但不具备免疫活性。因此，在结合抗原后，细胞不被激活，而是通过凋亡被清除。只有经过不同阶段的过渡期，分化为成熟B细胞，才具有免疫活性。过渡期B细胞的发育、成熟是受复杂的调控。一方面，细胞的生存机制促进未成熟B细胞的存活与发育，保证了B细胞成熟的顺利完成。另一方面，70%的细胞凋亡，消除潜在自身反应性B细胞，实现了对自身组织的免疫耐受。由HIV感染引起的艾滋病有一个重要特征是随着病情的发展，CD4T细胞数进行性减少，其主要原因是：1，HIV感染细胞后产生一些调控性基因产物，这些产物使未被感染细胞对CD95介导的凋亡高度敏感（即通过Fas-FasL应答而使未被感染的细胞凋亡）；2