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1、悉尼·布雷諾爾羅伯特·霍維茨約翰·蘇爾斯頓2002年諾貝爾生理與醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)獲得者概述一、細(xì)胞死亡的模式■Necrosis=細(xì)胞病理性死亡■Apoptosis=細(xì)胞自發(fā)性死亡壞死凋亡apoptosisConceptofapoptosis:體內(nèi)外生理或病理因素觸發(fā)細(xì)胞內(nèi)死亡程序→細(xì)胞死亡細(xì)胞壞死與細(xì)胞凋亡的區(qū)別細(xì)胞凋亡與細(xì)胞壞死的區(qū)別特征細(xì)胞凋亡細(xì)胞壞死誘導(dǎo)因素生理及弱刺激強(qiáng)烈刺激受累范圍單個(gè)細(xì)胞丟失成群細(xì)胞死亡膜完整性保持到晚期早期即喪失細(xì)胞體積減小、固縮增大腫脹染色質(zhì)凝聚成半月形稀疏成網(wǎng)狀細(xì)胞器無明
2、顯變化腫張破壞溶酶體保持完整破壞外溢細(xì)胞形狀形成凋亡小體破裂成碎片基因組DNA有控降解隨機(jī)降解大分子合成一般需要不需要基因調(diào)控有無后果不引起炎癥反應(yīng)引起炎癥反應(yīng)意義生理死亡方式病理死亡方式凋亡的生理學(xué)意義:■胚胎發(fā)育期去除某些細(xì)胞■維持內(nèi)環(huán)境穩(wěn)定增殖細(xì)胞群中細(xì)胞去除、去除潛在有害的自身反應(yīng)性淋巴細(xì)胞■參與防御反應(yīng)細(xì)胞毒T細(xì)胞凋亡過多或不足→→疾病:腫瘤、艾滋病、神經(jīng)變性性疾病、缺血性損傷二、凋亡時(shí)細(xì)胞的主要變化1.形態(tài)學(xué)改變(Themorphologiccharacteristicsofapop
3、tosis)凋亡細(xì)胞(實(shí)體細(xì)胞)與周圍細(xì)胞脫接觸胞膜空泡化(Blebbing)細(xì)胞固縮(Condensation)、核固縮和發(fā)芽凋亡小體(Apoptoticsmallbody)細(xì)胞凋亡(掃描電鏡)正常細(xì)胞(掃描電鏡)(透射電鏡)凋亡細(xì)胞—凋亡小體DNA片斷化caspase激活滅活凋亡抑制物水解活性蛋白水解結(jié)構(gòu)蛋白Ca2+/Mg2+Zn2+核酸內(nèi)切酶激活①②③2.生化改變(Thebiochemicalcharacteristicsofapoptosis)鈣超載■DNA片段化(DNAladdingp
4、attern)核酸內(nèi)切酶激活核小體連接區(qū)DNA降解180~200bp整數(shù)倍的DNA片段■細(xì)胞膜磷脂酰絲氨酸外翻凋亡的過程及機(jī)制凋亡誘導(dǎo)因素死亡信號(hào)凋亡相關(guān)基因激活Caspases激活、DNase激活凋亡的執(zhí)行巨噬細(xì)胞吞噬分解凋亡細(xì)胞凋亡細(xì)胞清除凋亡的機(jī)制細(xì)胞凋亡的兩條通路:死亡受體途徑、線粒體途徑(1)死亡受體途徑(deathreceptorpathway)死亡受體(deathreceptor,DR)腫瘤壞死因子受體超家族成員,跨膜蛋白,與相應(yīng)配體結(jié)合傳遞細(xì)胞信號(hào)Fas(CD95),TNFR1,
5、RAIL-R2/DR5參與死亡受體信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)的接頭蛋白:死亡結(jié)構(gòu)域蛋白(deathdomainprotein,DD)TRADD:TNF受體相關(guān)死亡結(jié)構(gòu)域蛋白TNF+TNFR1(死亡結(jié)構(gòu)域)+TRADD→→細(xì)胞凋亡FADD:Fas相關(guān)死亡結(jié)構(gòu)域蛋白FasL+Fas(死亡結(jié)構(gòu)域)+FADD→→細(xì)胞凋亡FasL+Fas凋亡誘導(dǎo)復(fù)合物(DISC)FADD(C端DD結(jié)構(gòu)域與Fas胞內(nèi)段結(jié)合N端DED結(jié)構(gòu)域與無活性caspase8酶原交聯(lián))caspase8酶原聚集到復(fù)合物上一系列caspase激活細(xì)胞凋亡FA
6、DD(Fas-associateddeathdomain)DD(deathdomain)DED(deatheffectordomain)FSALFADDPro-caspase-8Caspase-8Caspase-3Pro-caspase-3細(xì)胞凋亡FasDEDDEDDD(2)線粒體途徑線粒體釋放細(xì)胞色素C→→細(xì)胞凋亡PT孔開放→線粒體跨膜電位↓,細(xì)胞色素C釋放促凋亡蛋白Bax促PT孔開放抗凋亡蛋白Bcl-2、Bcl-xl抑制PT孔開放細(xì)胞色素C+Apaf-1+caspase9前體—凋亡體召集并激
7、活caspase3→→細(xì)胞凋亡Apaf-1:凋亡蛋白酶活化因子膜通透性↑、線粒體腫脹、△?m↓Apaf-1活化Cyt.c線粒體途徑(mitochondrialpathway)Ca2+NO缺氧活性氧應(yīng)激PT開放Cyt.c+Pro-caspase-9Caspase-9ATPApaf-1+Apaf-1活化Cyt.cCARDApoptosomeAIFcaspase-independentapoptosisPro-Caspase-3凋亡Caspase-3BidCaspase-8Caspase依賴的細(xì)胞凋亡
8、(Caspase-dependentapoptosis)Caspase特點(diǎn):--以酶原的形式存在--酶活性依賴于半胱氨酸殘基的親核性--水解天冬氨酸C端肽鍵故稱Caspases(Cysteine,asparticacid,protease)Caspase家族的分類凋亡啟動(dòng)亞類Caspase蛋白酶:Caspase8,Caspase9,Caspase10凋亡效應(yīng)亞類Caspase蛋白酶:Caspase3,Caspase6,Caspase7ICE(interlukin-1βconvertingenzy