最新病理生理学9课件-PPT文档.ppt
细胞的死亡方式,坏死,凋亡,正常细胞,细胞凋亡名称的由来,英国Aberdeen大学病理系 Kerr教授,1972年我和Wyllie在研究中观察到一种不同于坏死的细胞死亡方式，联想到秋日落叶，我们 就把它称作 Apoptosis,细胞凋亡的概念,凋亡(apoptosis)： 由内外源因素触发细胞 内预存的死亡程序而导致的细胞死亡过程。,细胞坏死与凋亡的差异,细胞凋亡的生理意义,1、 确保正常发育、生长 如：指（趾）间隙的形成 2、 维持内环境稳定 如：清除受损、突变或衰老的细胞 3、 防御功能 如：使受到病毒感染的细胞凋亡,凋亡细胞的形态学改变,早期：胞浆脱水，胞膜空泡化，细胞固缩 晚期：染色质边集，凋亡小体 最后：被附近的巨噬细胞吞噬消化,细胞凋亡时的主要变化,Normal Cell,Apoptotic cell,Scanning electron micrographs of apoptotic bodies,Phagosome,凋亡细胞的生化改变,内源性核酸内切酶激活 切割染色质DNA，Ca2+/Mg2+(+) ，Zn2+ (-) DNA片段化 内切酶在核小体切开DNA，形成180-200bp为倍数的 片段，电泳呈“梯状”条带 凋亡蛋白酶激活 Caspases (caspases：cysteine-containing asparate-specific protease) Caspases的活性中心富含半胱氨酸，对底物天冬氨酸部位有特异的水解作用,内源性核酸内切酶的作用,H1,核心颗粒,连接区,180-200 bp,内源性核酸内切酶,Zn2+,Ca2+ Mg2+,鉴定细胞凋亡的常用方法,特性 推荐使用手段 说明,形态学 细胞表面改变 扫描电镜 微绒毛消失,芽状突起,可见凋亡小体 胞浆改变 相差显微镜 细胞皱缩,质膜变形,胞浆空泡 染色质凝聚核裂解相差显微镜或光镜 适用于组织切片 荧光显微镜 用结合DNA的染料标记,适用于培养细胞 流式细胞仪 定量测定DNA含量,细胞的大小和蛋白,适于 培养细胞 超微结构 透射电镜 完整的细胞器,胞浆空泡,核染色质凝聚裂解, 凋亡小体适用于组织切片或培养细胞 生化改变 DNA裂解 琼脂糖凝胶电泳 梯状条带 磁场反转凝胶电泳 可测50bp或300bp的HMW片段 TUNEL法 原位缺口平移法 基因表达 可从mRNA、蛋白层次测定，可用免疫组化、 原位杂交、Northern印迹法等,细胞凋亡过程,凋亡信号转导 凋亡基因激活 细胞凋亡的执行 凋亡细胞的清除,凋亡诱导因素,+,受体,cAMP、Ca2+、神经酰胺,凋亡基因激活,DNase激活、Caspase激活,巨噬细胞吞噬分解凋亡细胞,凋亡发生途径与调控,细胞凋亡的诱发因素,细胞凋亡的抑制因素,细胞凋亡的相关调控基因,抑制凋亡基因：Bcl-2、EIB、IAP 促进凋亡基因: Fas 、Bax、P53、ICE 双向调控基因: c-myc、Bcl-x,第一个被确认的抑制凋亡基因 抑制凋亡机制： 1.直接抗氧化 2.抑制线粒体释放的促凋亡的蛋白质, 如Cyt c、AIF 3.抑制促凋亡因子Bax、Bak的细胞毒作用 4.抑制凋亡蛋白酶的激活 5.维持钙稳态,Bcl-2 B细胞淋巴瘤/白血病-2基因 (B cell lymphoma/leukemia-2,Bcl-2),P53 野生型诱导凋亡,C-myc，Bcl-x,C-myc,生长因子(+) 诱导增殖 生长因子(-) 诱导凋亡,Bcl-x,翻译,Bcl-XL 抑制凋亡 Bcl-XS 促进凋亡,氧化损伤学说 (氧自由基的作用结果),(1) 可激活P53基因； (2) 可激活PARP，引起NAD快速耗竭，ATP大量消耗； (3) 可攻击细胞膜不饱和脂肪酸，引起脂质过氧化直接造成细胞膜的损伤,使Ca2+内流增加；,细胞凋亡的发生机制,氧化损伤学说,(4) 可激活Ca2+/Mg2+核酸内切酶； (5) 可活化核转录因子NF-B和AP-1，可加 速细胞凋亡相关基因的表达。 诱发细胞凋亡,钙稳态失衡学说,(1) 激活Ca2+/Mg2+依赖性核酸内切酶，降解DNA链； (2) 激活谷氨酰胺转移酶，催化肽链间的酰基转移形成共价键，使细胞骨架蛋白分子间交联，利于凋亡小体的形成； (3) 激活核转录因子，加速细胞凋亡相关基因的转录； (4) Ca2+在ATP的配合下使DNA链舒展，暴露核小体间连接区内切酶位点，有利于DNA内切酶切割DNA。,线粒体损伤学说,正常机体细胞生长与死亡的平衡,生长,坏死、凋亡,正常机体,细胞凋亡与疾病,凋 亡 相 对 不 足,肿瘤、自身免疫性疾病、病毒感染等,肿瘤 肿瘤的重要发病机制: 细胞增殖过度 细胞凋亡受抑、死亡不足 病变组织内细胞存活死亡, 肿瘤细胞数目的净增长加大 可能机制：Bcl-2高表达、P53基因突变 从发病学上，细胞凋亡实际是机体天然的抗癌机制之一,细 胞 凋 亡 过 度,神经退行性疾病、造血衰竭性疾病、 心肌缺血/再灌注损伤,(1) 心血管疾病 心肌缺血、缺血-再灌伤所致心肌细胞死亡： 坏死和凋亡 可能机制：氧化应激、钙超载、p53基因激活 心肌细胞凋亡造成心肌细胞数量减少也可能是心力衰竭发生、发展的主要原因之一,（2） 神经退行性疾病 如Alzheimer disease，Parkinson disease，Huntington disease， 多发性硬化症等 引起神经元凋亡的因素： -淀粉样蛋白、钙超载、氧化应激及神经生长因子分泌不足等,细胞凋亡不足与过度并存,氧化型LDL 血小板激活 Ag 高血压 内皮细胞凋亡过度 平滑肌凋亡不足 动脉粥样硬化,已知的凋亡相关性疾病,细胞凋亡在疾病防治中的作用,干预凋亡信号转导 合理利用凋亡相关因素 调节凋亡相关基因 调控凋亡相关的酶学机制 防止线粒体跨膜电位的下降,
