医学细胞生物学细胞衰老与死亡.ppt

第十一章第十一章 细胞衰老与死亡细胞衰老与死亡 1u“生、老、病、死生、老、病、死”是生命的四重奏。人类是生命的四重奏。人类自出生均要经过自出生均要经过生长生长、发育发育、成熟成熟、衰老衰老直直至至死亡死亡的几个阶段，这是生命的必然规律。的几个阶段，这是生命的必然规律。u生命是物质的，人体是由细胞组织起来的。生命是物质的，人体是由细胞组织起来的。组成细胞的化学物质在运动中不断受到内外组成细胞的化学物质在运动中不断受到内外环境的影响而发生损伤，致使人体内某些细环境的影响而发生损伤，致使人体内某些细胞不断地衰老与死亡。胞不断地衰老与死亡。细胞的衰老与死亡是新陈代谢的自然现象细胞的衰老与死亡是新陈代谢的自然现象 2 第一节第一节 细胞的衰老细胞的衰老 3衰衰老老:是是机机体体在在退退化化时时期期生生理理功功能能下下降降和和紊紊乱乱的的综综合合表表现现,是是不不可可逆逆的的生生命命过过程程。人的衰老与细胞的衰老相关联人的衰老与细胞的衰老相关联现代人类面临着现代人类面临着3种衰老：种衰老：生理性衰老生理性衰老 病理性衰老病理性衰老 心理性衰老心理性衰老 45u细胞衰老是客观存在的。同新陈代谢一样细胞衰老是客观存在的。同新陈代谢一样,细胞衰老是细胞生命活动的客观规律细胞衰老是细胞生命活动的客观规律。u对多细胞生物而言对多细胞生物而言,细胞的衰老和死亡与机细胞的衰老和死亡与机体的衰老和死亡是两个不同的概念体的衰老和死亡是两个不同的概念,机体的机体的衰老并不等于所有细胞的衰老衰老并不等于所有细胞的衰老,但是细胞的但是细胞的衰老又是同机体的衰老紧密相关的衰老又是同机体的衰老紧密相关的。6个体衰老与细胞衰老的关系个体衰老与细胞衰老的关系单细胞生物：单细胞生物：多细胞生物多细胞生物：细胞衰老细胞衰老=个体衰老个体衰老细胞衰老细胞衰老个体衰老个体衰老每时每刻都在更新每时每刻都在更新7细胞的寿限细胞的寿限 u细胞也同生物体一样，有一定的寿命，体内总有细胞细胞也同生物体一样，有一定的寿命，体内总有细胞不断地衰老与死亡不断地衰老与死亡,同时又有细胞的增殖与新生进行同时又有细胞的增殖与新生进行补充。这不仅发生在胚胎发育过程中，在成年体内的补充。这不仅发生在胚胎发育过程中，在成年体内的各组织器官中也有细胞的死亡。各组织器官中也有细胞的死亡。u各类细胞本身的寿命很不一样各类细胞本身的寿命很不一样,一般说来一般说来,能够保持能够保持持续分裂能力的细胞是不容易衰老的持续分裂能力的细胞是不容易衰老的。分化程度高又。分化程度高又不分裂的细胞寿命却是有限的。不分裂的细胞寿命却是有限的。8根据细胞寿命情况将细胞分为三类根据细胞寿命情况将细胞分为三类：u寿命接近于动物的整体寿命寿命接近于动物的整体寿命:如神经细胞，脂如神经细胞，脂肪细胞，肌细胞等。肪细胞，肌细胞等。u缓慢更新的细胞，其寿命比机体的寿命短缓慢更新的细胞，其寿命比机体的寿命短:如如肝细胞，胃壁细胞等。肝细胞，胃壁细胞等。u快速更新的细胞快速更新的细胞:如皮肤的表皮细胞，红细胞如皮肤的表皮细胞，红细胞和白细胞等，它们在正常情况下终生保持分裂和白细胞等，它们在正常情况下终生保持分裂能力。能力。9Hayflick界限界限 u1961年，年，Leonard Hayflick 首次报道首次报道了体外培养的人的成纤维细胞了体外培养的人的成纤维细胞(human fibroblasts)具有增殖分裂的极限具有增殖分裂的极限。u利用来自胚胎和成体的成纤维细胞进利用来自胚胎和成体的成纤维细胞进行体外培养发现：行体外培养发现：胚胎的成纤维细胞胚胎的成纤维细胞分裂传代分裂传代50次后开始衰退和死亡次后开始衰退和死亡，相，相反，反，来自成年组织的成纤维细胞只能来自成年组织的成纤维细胞只能培养培养1530代就开始死亡代就开始死亡。10 Hayflick等发现，动物体细胞在体外可传代的次数，等发现，动物体细胞在体外可传代的次数，与物种的寿命有关。例如，龟的最高寿命是与物种的寿命有关。例如，龟的最高寿命是175岁，岁，它的细胞在体外培养时能分裂它的细胞在体外培养时能分裂100多次。而小鼠的寿多次。而小鼠的寿命只有几年，所以从小鼠分离的细胞在体外分裂的次命只有几年，所以从小鼠分离的细胞在体外分裂的次数不超过数不超过30次次。11体外培养的年轻人和老年人的成纤维体外培养的年轻人和老年人的成纤维细胞的显微形态细胞的显微形态12细胞衰老的特征细胞衰老的特征u细胞内水分减少细胞内水分减少色素生成和色素颗粒沉积色素生成和色素颗粒沉积u细胞膜的变化：细胞膜的变化：膜的流动性下降、刚性增强膜的流动性下降、刚性增强细胞质的变化：细胞质的变化：内质网排列的有序性降低、内质网内质网排列的有序性降低、内质网 数量减少、线粒体数量减少数量减少、线粒体数量减少细胞核的变化：细胞核的变化：核膜内折、染色质固缩、核小体核膜内折、染色质固缩、核小体 DNA变短变短细胞化学组成的变化：细胞化学组成的变化：蛋白质合成能力下降、高尔蛋白质合成能力下降、高尔 基体的分泌与运输功能下降基体的分泌与运输功能下降13 第二节第二节 细胞的死亡细胞的死亡 14一、细胞死亡的方式一、细胞死亡的方式细胞坏死细胞坏死细胞凋亡细胞凋亡细胞程序性死亡细胞程序性死亡 正常的组织中，经常发生正常的组织中，经常发生“正常正常”的细胞的细胞死亡，它是维持组织机能和形态所必需的。死亡，它是维持组织机能和形态所必需的。细胞死亡的方式有三种：细胞死亡的方式有三种：15u早期表现为细胞膜破坏，线粒体肿胀早期表现为细胞膜破坏，线粒体肿胀u溶酶体破裂溶酶体破裂,细胞内容物流出细胞内容物流出,引起炎症引起炎症（一）细胞坏死（一）细胞坏死(necrosis)细胞坏死细胞坏死(necrosis)：细胞受到化学因素（如强酸、细胞受到化学因素（如强酸、细胞受到化学因素（如强酸、细胞受到化学因素（如强酸、强碱、有毒物质）、物理因素（如热、辐强碱、有毒物质）、物理因素（如热、辐强碱、有毒物质）、物理因素（如热、辐强碱、有毒物质）、物理因素（如热、辐 射）和生物因素（如病原体）等环境因素射）和生物因素（如病原体）等环境因素射）和生物因素（如病原体）等环境因素射）和生物因素（如病原体）等环境因素 的伤害，引起细胞死亡的现象的伤害，引起细胞死亡的现象的伤害，引起细胞死亡的现象的伤害，引起细胞死亡的现象。16细胞坏死的形态特征细胞坏死的形态特征u细胞坏死初期，胞质内线粒体和内质网肿胀、崩细胞坏死初期，胞质内线粒体和内质网肿胀、崩细胞坏死初期，胞质内线粒体和内质网肿胀、崩细胞坏死初期，胞质内线粒体和内质网肿胀、崩 解，结构脂滴游离、空泡化，蛋白质颗粒增多，解，结构脂滴游离、空泡化，蛋白质颗粒增多，解，结构脂滴游离、空泡化，蛋白质颗粒增多，解，结构脂滴游离、空泡化，蛋白质颗粒增多，核发生固缩或断裂。核发生固缩或断裂。核发生固缩或断裂。核发生固缩或断裂。u随着胞质内蛋白变性、凝固或碎裂，以及嗜碱性随着胞质内蛋白变性、凝固或碎裂，以及嗜碱性随着胞质内蛋白变性、凝固或碎裂，以及嗜碱性随着胞质内蛋白变性、凝固或碎裂，以及嗜碱性 核蛋白的降解，细胞质呈现强嗜酸性，故坏死组核蛋白的降解，细胞质呈现强嗜酸性，故坏死组核蛋白的降解，细胞质呈现强嗜酸性，故坏死组核蛋白的降解，细胞质呈现强嗜酸性，故坏死组 织或细胞在苏木精织或细胞在苏木精织或细胞在苏木精织或细胞在苏木精/伊红染色切片中，胞质呈均伊红染色切片中，胞质呈均伊红染色切片中，胞质呈均伊红染色切片中，胞质呈均 一的深伊红色，原有的微细结构消失。一的深伊红色，原有的微细结构消失。一的深伊红色，原有的微细结构消失。一的深伊红色，原有的微细结构消失。u在含水量高的细胞，可因胞质内水泡不断增大，在含水量高的细胞，可因胞质内水泡不断增大，在含水量高的细胞，可因胞质内水泡不断增大，在含水量高的细胞，可因胞质内水泡不断增大，并发生溶解，导致细胞结构完全消失，最后细胞并发生溶解，导致细胞结构完全消失，最后细胞并发生溶解，导致细胞结构完全消失，最后细胞并发生溶解，导致细胞结构完全消失，最后细胞 膜和细胞器破裂，膜和细胞器破裂，膜和细胞器破裂，膜和细胞器破裂，DNADNA降解，细胞内容物流出降解，细胞内容物流出降解，细胞内容物流出降解，细胞内容物流出,引引引引 起周围组织炎症反应。起周围组织炎症反应。起周围组织炎症反应。起周围组织炎症反应。17 引起坏死细胞形态改变的因素：引起坏死细胞形态改变的因素：u 酶性消化酶性消化u 蛋白变性蛋白变性 若酶来源于死亡细胞本身的溶酶体，则称为若酶来源于死亡细胞本身的溶酶体，则称为细胞自溶（细胞自溶（autolysis）若酶来源于浸润坏死组织内白细胞溶酶体，若酶来源于浸润坏死组织内白细胞溶酶体，则为则为细胞异溶（细胞异溶（heterolysis）18u细胞凋亡的概念：细胞凋亡的概念：由由体内外因素体内外因素触发细胞内预存的死亡程序而导致触发细胞内预存的死亡程序而导致 的细胞死亡过程的细胞死亡过程u细胞凋亡的特点细胞凋亡的特点：细胞通过出芽的方式形成许多细胞通过出芽的方式形成许多凋亡小体凋亡小体；凋亡小体内有结构完整的细胞器；凋亡小体内有结构完整的细胞器；溶酶体活性不增加溶酶体活性不增加 内切酶活化，内切酶活化，DNA片断化片断化，凝胶电泳图谱呈梯，凝胶电泳图谱呈梯状状（二）细胞凋亡（二）细胞凋亡(apoptosis)19u凋凋凋凋亡亡亡亡的的的的起起起起始始始始，微微微微绒绒绒绒毛毛毛毛的的的的消消消消失失失失，细细细细胞胞胞胞间间间间接接接接触触触触的的的的消消消消失失失失，与与与与周周周周围围围围的的的的细细细细胞胞胞胞脱脱脱脱离离离离，细细细细胞胞胞胞质质质质中中中中，线线线线粒粒粒粒体体体体大大大大体体体体完完完完整整整整，染色质固缩。染色质固缩。染色质固缩。染色质固缩。u细胞质密度增加，细胞质密度增加，细胞质密度增加，细胞质密度增加，线粒体膜电位消失线粒体膜电位消失线粒体膜电位消失线粒体膜电位消失，通透性改变，通透性改变，通透性改变，通透性改变，释放细胞色素释放细胞色素释放细胞色素释放细胞色素C C到胞浆，膜内侧磷脂酰丝氨酸外翻到到胞浆，膜内侧磷脂酰丝氨酸外翻到到胞浆，膜内侧磷脂酰丝氨酸外翻到到胞浆，膜内侧磷脂酰丝氨酸外翻到 膜表面。膜表面。膜表面。膜表面。u凋亡小体的形成凋亡小体的形成凋亡小体的形成凋亡小体的形成。核膜核仁破碎，核染色质断裂为。核膜核仁破碎，核染色质断裂为。核膜核仁破碎，核染色质断裂为。核膜核仁破碎，核染色质断裂为 大小不等的片段，与某些细胞器如线粒体一起聚大小不等的片段，与某些细胞器如线粒体一起聚大小不等的片段，与某些细胞器如线粒体一起聚大小不等的片段，与某些细胞器如线粒体一起聚 集，为反折的细胞膜所包围。集，为反折的细胞膜所包围。集，为反折的细胞膜所包围。集，为反折的细胞膜所包围。uu 凋亡小体逐渐被周围专职或非专职吞噬细胞吞噬凋亡小体逐渐被周围专职或非专职吞噬细胞吞噬凋亡小体逐渐被周围专职或非专职吞噬细胞吞噬凋亡小体逐渐被周围专职或非专职吞噬细胞吞噬。凋亡细胞形态特征凋亡细胞形态特征2021正常胸腺细胞正常胸腺细胞凋亡胸腺细胞凋亡胸腺细胞22扫描电子显微镜扫描电子显微镜下的凋亡小体下的凋亡小体2324u细胞程序性死亡细胞程序性死亡（programmed cell death，PCD）是一种基因指导的细胞自我消亡方式。是一种基因指导的细胞自我消亡方式。uPCD和和细胞凋亡细胞凋亡的区别在以下方面的区别在以下方面：PCD是功能性概念，凋亡是形态学概念。是功能性概念，凋亡是形态学概念。PCD的最终结果是细胞凋亡，但细胞凋亡并非都的最终结果是细胞凋亡，但细胞凋亡并非都是程序化的。是程序化的。PCD存在于胚胎发育过程中存在于胚胎发育过程中。（三）细胞程序性死亡（三）细胞程序性死亡25细胞凋亡与细胞坏死的区别细胞凋亡与细胞坏死的区别特征特征 细胞凋亡细胞凋亡 细胞坏死细胞坏死诱导因素诱导因素 生理及弱刺激生理及弱刺激 强烈刺激强烈刺激受累范围受累范围 单个细胞丢失单个细胞丢失 成群细胞死亡成群细胞死亡膜完整性膜完整性 保持到晚期保持到晚期 早期即丧失早期即丧失细胞体积细胞体积 减少、固缩减少、固缩 增大肿胀增大肿胀染色质染色质 凝聚成半月形凝聚成半月形 稀疏成网状稀疏成网状细胞器细胞器 无明显变化无明显变化 肿张破坏肿张破坏溶酶体溶酶体 保持完整保持完整 破坏外溢破坏外溢细胞形状细胞形状 形成凋亡小体形成凋亡小体 破裂成碎片破裂成碎片基因组基因组DNA 有控降解有控降解 随机降解随机降解大分子合成大分子合成 一般需要一般需要 不需要不需要基因调控基因调控 有有 无无后果后果 不引起炎症反应不引起炎症反应 引起炎症反应引起炎症反应意义意义 生理死亡方式生理死亡方式 病理死亡方式病理死亡方式26细胞坏死与凋亡的形态区别细胞坏死与凋亡的形态区别 27 细胞坏死细胞坏死 细胞凋亡细胞凋亡28细胞凋亡的生化改变细胞凋亡的生化改变DNA片断化caspase激活灭活凋亡抑制物水解活性蛋白水解结构蛋白Ca 2+/Mg 2+Zn 2+核酸内切酶激活核酸内切酶激活29细胞凋亡中的细胞凋亡中的DNA的片段化的片段化 30DNA断裂与断裂与“梯状条带梯状条带”(1)31DNA断裂与断裂与“梯状条带梯状条带”(2)32典型凋亡细胞典型凋亡细胞DNA琼脂糖凝胶电泳（呈现梯状条带）琼脂糖凝胶电泳（呈现梯状条带）33二、细胞凋亡的生物学意义二、细胞凋亡的生物学意义1.细胞凋亡与个体发育细胞凋亡与个体发育 在个体发育过程中的细胞凋亡是保证个体在个体发育过程中的细胞凋亡是保证个体正常发育所必需的。正常发育所必需的。2.细胞凋亡与免疫细胞凋亡与免疫 形成自身抗原耐受、防止过高的免疫应答、形成自身抗原耐受、防止过高的免疫应答、激活淋巴细胞对靶细胞的凋亡激活淋巴细胞对靶细胞的凋亡。34手指的形成过程手指的形成过程蝌蚪尾巴的退化过程蝌蚪尾巴的退化过程353.细胞凋亡与衰老细胞凋亡与衰老 通过凋亡可及时清除衰老细胞，降低机体癌通过凋亡可及时清除衰老细胞，降低机体癌变的危险。变的危险。4.细胞凋亡与损伤修复细胞凋亡与损伤修复 当当DNA损伤不可逆转时，可通过细胞凋亡清损伤不可逆转时，可通过细胞凋亡清除损伤细胞。除损伤细胞。5.细胞凋亡与肿瘤细胞凋亡与肿瘤 细胞增殖与凋亡的速度平衡失调可造成肿瘤细胞增殖与凋亡的速度平衡失调可造成肿瘤的发生。的发生。36第三节第三节 细胞凋亡的过程与调控细胞凋亡的过程与调控37一、细胞凋亡的过程一、细胞凋亡的过程 cAMPCa2+神经酰胺神经酰胺凋凋亡亡诱诱因因凋凋亡亡信信号号转转导导凋凋亡亡基基因因激激活活细细胞胞凋凋亡亡凋凋亡亡细细胞胞清清除除受体受体死死亡亡信信号号 DNase活化活化 Caspases活化活化 DNA片断片断 凋亡小体形成凋亡小体形成巨噬细胞巨噬细胞吞噬、分解吞噬、分解38二、细胞凋亡的调控二、细胞凋亡的调控（一）细胞凋亡相关因素（一）细胞凋亡相关因素诱导性因素诱导性因素激素和生长激素和生长因子失衡因子失衡理化因素理化因素免疫性因素免疫性因素微生物学因素微生物学因素大量糖皮质激素大量糖皮质激素淋巴细胞凋亡淋巴细胞凋亡射线射线/高温高温/强酸强酸/强碱强碱/乙醇乙醇/抗癌药物抗癌药物CTL分泌粒酶分泌粒酶HIVCD4+细胞凋亡细胞凋亡39抑制性因素抑制性因素细胞因子细胞因子(IL-2/NGF)激素激素(ACTH/睾丸酮睾丸酮/雌激素雌激素)金属阳离子金属阳离子(Zn2+)药物药物(苯巴比妥苯巴比妥/半胱氨酸酶抑制剂半胱氨酸酶抑制剂)病毒病毒EB病毒病毒/牛痘病毒牛痘病毒（一）细胞凋亡相关因素（一）细胞凋亡相关因素40信号转导信号转导凋亡诱凋亡诱导因素导因素受体受体cAMPCa2+神经酰胺神经酰胺（第二信使）（第二信使）胞内胞内信号信号转导转导途径途径激活激活凋亡凋亡程序程序死死亡亡信信号号启动启动预定预定程序程序凋亡相关凋亡相关基因激活基因激活酶合成酶合成核酸内切酶激活核酸内切酶激活Caspases激活激活DNA切割切割细胞解体细胞解体凋凋亡亡基因激活基因激活执行凋亡执行凋亡清除清除41细胞凋亡发生的时间过程细胞凋亡发生的时间过程 42多途性多途性：同一凋亡诱导因素可通过多条信号转导：同一凋亡诱导因素可通过多条信号转导 途径触发凋亡途径触发凋亡多样性多样性：不同种类的细胞有不同的信号转导系统：不同种类的细胞有不同的信号转导系统偶联性偶联性：死亡信号的转导系统与细胞增殖、分化过：死亡信号的转导系统与细胞增殖、分化过 程中的信号转导系统在某些环节上有交叉、程中的信号转导系统在某些环节上有交叉、偶联偶联同一性同一性：不同的凋亡诱导因素可通过同一信号转：不同的凋亡诱导因素可通过同一信号转 导途径触发凋亡导途径触发凋亡凋亡诱凋亡诱导因素导因素凋亡信凋亡信号转导号转导死亡程死亡程序激活序激活apoptosis凋亡信号转导的特点凋亡信号转导的特点：凋亡的信号转导凋亡的信号转导431.胞内胞内Ca2+信号系统信号系统2.cAMP/PKA信号系统信号系统3.Fas蛋白蛋白/Fas配体信号系统配体信号系统4.神经酰胺信号系统神经酰胺信号系统5.二酰甘油二酰甘油/PKC信号系统信号系统6.酪氨酸蛋白激酶酪氨酸蛋白激酶(PTK)信号系统信号系统凋亡的信号转导系统凋亡的信号转导系统44 1.胞内胞内Ca2+信号系统信号系统激活钙依赖的谷氨酰胺转移酶活激活钙依赖的谷氨酰胺转移酶活化核转录因子，触发凋亡化核转录因子，触发凋亡2.cAMP/PKA信号系统信号系统cAMP依赖的依赖的PKA激活，靶蛋白残激活，靶蛋白残基磷酸化，蛋白功能改变基磷酸化，蛋白功能改变3.Fas/FasL信号系统信号系统 Fas是跨膜蛋白，与是跨膜蛋白，与T细胞上的细胞上的FasL结合，启动凋亡结合，启动凋亡凋亡的信号转导系统凋亡的信号转导系统45Fas诱发凋亡的方式诱发凋亡的方式FasFas配体配体配体配体 FasFas蛋白蛋白蛋白蛋白 +神经鞘磷脂酶神经鞘磷脂酶(SMase)神经鞘磷脂神经鞘磷脂(SM)神经酰胺神经酰胺(CER)蛋白蛋白激酶激酶DNA断裂断裂细胞凋亡细胞凋亡抗抗Fas抗体或抗体或TNF与与Fas蛋蛋白结合白结合ICE样的样的Caspase组蛋白降解组蛋白降解 染色体松弛染色体松弛DNA链舒展链舒展酶切位点暴露酶切位点暴露Fas蛋白蛋白激活激活Ca2+信号系统信号系统 传递死亡信息传递死亡信息464.神经酰胺（神经酰胺（CER）信号系统信号系统神经鞘磷脂神经鞘磷脂（SM）神经酰胺（第二信使）神经酰胺（第二信使）电离辐射电离辐射TNF-Fas抗原抗原GCapoptosisPLA2SMase丝苏氨丝苏氨酸激酶酸激酶 (EGFR)丝苏氨丝苏氨酸磷酸酶酸磷酸酶(CAPP)PKC底物底物抑制增生抑制增生各种细胞反应各种细胞反应诱导诱导NFkB下调下调c-myc表达环氧酶表达环氧酶475.二酰甘油二酰甘油PKC信号系统信号系统磷脂酰肌醇磷脂酰肌醇磷脂酰胆碱磷脂酰胆碱PLC二酰甘油（第二信使）二酰甘油（第二信使）PKC1生长因子受体生长因子受体PTKGsGiTCRPLCPIP2 IP3 Ca2+DGPKC核内拓核内拓扑异构扑异构酶酶磷磷酸化酸化DNA损伤损伤凋亡凋亡离子离子通道通道G蛋白磷酸化蛋白磷酸化cAMP增加增加 凋亡凋亡凋亡凋亡486.酪氨酸蛋白激酶酪氨酸蛋白激酶(PTK)信号系统信号系统生长因子生长因子（EGF）细胞因子细胞因子（IL-3）PTK靶蛋白上的靶蛋白上的 酪氨酸磷酸化酪氨酸磷酸化rasraf-1MAPKKMAPK靶蛋白磷酸化靶蛋白磷酸化细胞细胞分化分化生长因子或生长因子或 细胞因子撤除细胞因子撤除apoptosis49APOPTOSIS腺苷酸环化酶钙调素 Ca2+cAMP 谷氨酰胺转移酶 PKA 转录因子FasFas L神经酰胺 SPP AP-1 S期(抗凋)caspaseH1组蛋白CKCK-RMAPK MAPKKRaf-1RasPTK分化PKC 二酰甘油Tc-R糖皮质激素50（三）凋亡相关基因（三）凋亡相关基因1.Bcl-2 家族家族uBc1-2是一种原癌基因是一种原癌基因u主要分布于线粒体内膜、细胞膜内表面主要分布于线粒体内膜、细胞膜内表面、核膜及部、核膜及部分内质网分内质网u广泛存在于造血细胞、上皮细胞、淋巴细胞、神经细广泛存在于造血细胞、上皮细胞、淋巴细胞、神经细胞及多种肿瘤细胞胞及多种肿瘤细胞u与一般的癌基因有所不同，与一般的癌基因有所不同，BCL-2 延长细胞的生存，延长细胞的生存，能抑制细胞凋亡能抑制细胞凋亡,而不是促进细胞的增殖而不是促进细胞的增殖 u目前已经发现目前已经发现BCL-2家族的家族的15个成员，所有个成员，所有Bcl-2家家族成员均含有族成员均含有1个或多个个或多个BH结构域。结构域。51BCL-2家族包括三家族包括三个亚个亚家族家族52Bcl-2亚家族亚家族：Bcl-2亚家族成员对细胞凋亡亚家族成员对细胞凋亡 起起抑制作用抑制作用。成员：成员：Bcl-2、Bcl-xl、Bcl-w、Mcl-1、A1能能阻抑多种凋亡诱导因素引发的细胞凋亡阻抑多种凋亡诱导因素引发的细胞凋亡机制机制：直接抗氧化直接抗氧化抑制线粒体释放促凋亡蛋白质抑制线粒体释放促凋亡蛋白质抑制促凋亡性调节蛋白抑制促凋亡性调节蛋白Bax,Bak的细胞毒作用的细胞毒作用抑制抑制caspases的激活的激活维持细胞钙稳态维持细胞钙稳态抗凋亡：抗凋亡：53Bax亚家族亚家族：它们的作用与它们的作用与Bcl-2亚家族的作用相亚家族的作用相 反，可反，可促进细胞凋亡促进细胞凋亡 成员成员：Bax、Bak、BokBH3亚家族亚家族：仅有仅有BH3结构域，它们的作用也与结构域，它们的作用也与 Bcl-2亚家族的作用相反，可亚家族的作用相反，可促进细促进细 胞凋亡胞凋亡 成员：Bik、Blk、Hrk、BNIP3、Biml、Bad、Bid542.P53uP53是肿瘤抑制基因，其产物主要存在于细胞核内。是肿瘤抑制基因，其产物主要存在于细胞核内。P53基因基因是人类肿瘤有关基因中突变频率最高的基因。是人类肿瘤有关基因中突变频率最高的基因。u野生型野生型P53(wtP53)诱导凋亡，突变后抑制凋亡诱导凋亡，突变后抑制凋亡uwtP53在在G1期发挥检验点功能期发挥检验点功能有缺陷有缺陷DNACIP表达表达启动启动修复修复失败失败启动凋亡启动凋亡 CIP-(cyclin dependent kinase interacting protein-1)uP53蛋白能特异地抑制蛋白能特异地抑制Bc1-2的表达，相反对的表达，相反对Bax的表达则有明的表达则有明显的促进作用（显的促进作用（P53蛋白是蛋白是Bax基因的直接的转录活化因子）基因的直接的转录活化因子）,使细胞发生凋亡使细胞发生凋亡553.c-myc 促进增殖促进增殖u c-myc(转录调节因子转录调节因子)诱导凋亡诱导凋亡GF56第四节第四节 细胞凋亡的发生机制细胞凋亡的发生机制57一、氧化损伤（自由基的作用）一、氧化损伤（自由基的作用）1.引起引起DNA损伤，可激活损伤，可激活P53基因基因;2.引起引起DNA损伤可活化多聚损伤可活化多聚ADP核糖合成酶，引起核糖合成酶，引起NAD 快速耗竭，快速耗竭，ATP大量消耗，引发细胞凋亡大量消耗，引发细胞凋亡;3.引发脂质过氧化反应，直接造成细胞膜损伤可诱导细胞引发脂质过氧化反应，直接造成细胞膜损伤可诱导细胞 凋亡，不饱和脂肪酸的过氧化产物促凋亡凋亡，不饱和脂肪酸的过氧化产物促凋亡;4.激活核酸内切酶激活核酸内切酶;5.引起细胞膜通透性增高（引起细胞膜通透性增高（Ca 2+内流增加）和线粒体膜内流增加）和线粒体膜 损伤损伤;6.活化核转录因子，可加速凋亡相关基因的表达。活化核转录因子，可加速凋亡相关基因的表达。58二、钙稳态失衡二、钙稳态失衡1.激活钙镁依赖性核酸内切酶，降解激活钙镁依赖性核酸内切酶，降解DNA链链2.激活谷氨酰胺转移酶，催化细胞内肽链间的酰基转激活谷氨酰胺转移酶，催化细胞内肽链间的酰基转 移，使骨架蛋白交联形成，有利于凋亡小体形成。移，使骨架蛋白交联形成，有利于凋亡小体形成。3.激活核转录因子，加速细胞凋亡相关基因的转录。激活核转录因子，加速细胞凋亡相关基因的转录。4.Ca2+在在ATP的配合下使的配合下使DNA舒展，暴露出核小体之舒展，暴露出核小体之 间的连接区内的酶切位点。间的连接区内的酶切位点。59三、线粒体损伤三、线粒体损伤凋亡诱凋亡诱导因素导因素线粒体线粒体跨膜电跨膜电位下降位下降线粒体线粒体膜通透膜通透性增加性增加 细胞凋亡的启动因子释放细胞凋亡的启动因子释放 CytC,Apaf,AIF等释放等释放增强增强caspase3的的水解活性水解活性活化活化DNase激活激活Caspases细胞凋亡细胞凋亡通透性转通透性转换孔换孔（PTP）开放开放核基因编码的膜核基因编码的膜间蛋白间蛋白快速快速6061