細(xì)胞程序性死亡與細(xì)胞衰老

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1、第十三章程序性細(xì)胞死亡與細(xì)胞衰老第一節(jié)程序性細(xì)胞死亡一個(gè)主動(dòng)的有基因決定的自動(dòng)結(jié)束生命的過程。由于受到嚴(yán)格的由遺傳機(jī)制決定的程序性調(diào)控,所以常常被稱為細(xì)胞程序性死亡(programmedcelldeath,PCD)機(jī)體結(jié)構(gòu)細(xì)胞增殖細(xì)胞分化細(xì)胞凋亡細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)染色體(DNA與蛋白質(zhì)的相互作用)衰老一.動(dòng)物細(xì)胞的程序性死亡三種方式:凋亡壞死自噬(一)細(xì)胞凋亡概念:受基因控制的主動(dòng)的結(jié)束生命的過程,是一自然的生理過程.形態(tài)學(xué)特征:凋亡的起始:特化結(jié)構(gòu)消失(微絨毛),細(xì)胞間接觸消失,但質(zhì)膜依然完整,有選擇透性,線粒體大而完整

2、,核糖體與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)脫落,內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔膨大,并逐漸與質(zhì)膜融合,染色質(zhì)固縮化,形成新月形帽狀結(jié)構(gòu),沿核膜分布凋亡小體的形成:染色質(zhì)斷裂成大小不等的片段,與某些細(xì)胞器(線粒體)聚集在一起,被反折的質(zhì)膜包圍,形成凋亡小體,從外觀上看,細(xì)胞表面發(fā)泡,產(chǎn)生了許多泡狀或芽狀突起,隨后逐漸分離,形成凋亡小體。凋亡小體被臨近的細(xì)胞或體內(nèi)吞噬細(xì)胞所吞噬,殘余物質(zhì)被消化后重新利用。整個(gè)過程最大的特點(diǎn)是質(zhì)膜始終保持完整,內(nèi)含物不發(fā)生細(xì)胞外泄露,不引發(fā)機(jī)體的炎癥反應(yīng)。?Morphologichanges:Early:Chromosomeconden

3、sation,cellbodyshrinkLater:BlebbingandNucleusandcytoplasmfragment—ApoptoticbodiesAtlast:Phagocytosed染色質(zhì)聚集分塊胞質(zhì)凝縮染色質(zhì)集聚細(xì)胞器腫脹線粒體變?yōu)樾鯛詈似扑樾纬傻蛲鲂◇w破裂內(nèi)含物釋放炎癥被吞噬消化終有膜封閉不引起炎癥A、NormalcellB、Apoptosis:ApoptoticbodiesApoptosisNecrosisDeathbyapoptosisisaneat,orderlyprocess意義:細(xì)胞凋

4、亡對(duì)于多細(xì)胞生物的個(gè)體發(fā)育的正常進(jìn)行,自穩(wěn)平衡的保持以及抵御外界各種因素的干擾方面都起著非常關(guān)鍵的作用1)清除有機(jī)體不再需要的細(xì)胞,而不引起炎癥反應(yīng)。2)細(xì)胞的自然更新,清除被病原體感染的細(xì)胞3)免疫細(xì)胞對(duì)靶細(xì)胞的攻擊并引起死亡,也是基于細(xì)胞凋亡4)細(xì)胞凋忘失調(diào)會(huì)導(dǎo)致疾病PRIZEDHorvitz,andSulstonsharePhysiologyorMedicineNobel(2002)“fortheirdiscoveriesconcerninggeneticregulationoforgandevelopment

5、andprogrammedcelldeath”1090–131=959(cells)2002年諾貝爾生理與醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)獲得者◆2002年的諾貝爾生理學(xué)和醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)授予了在器官發(fā)育和程序性細(xì)胞死亡研究領(lǐng)域中做出奠基性貢獻(xiàn)的3位科學(xué)家:●英國的SydneyBrenner、美國的H.RobertHorvitz、英國的JohnE.Sulston●他們創(chuàng)造性地用線蟲作為實(shí)驗(yàn)?zāi)P?實(shí)現(xiàn)了對(duì)器官發(fā)育過程中細(xì)胞分裂、分化的原位觀察,完成了細(xì)胞圖譜的繪制,●在此基礎(chǔ)上發(fā)現(xiàn)并研究了調(diào)控器官發(fā)育程序性細(xì)胞死亡的關(guān)鍵基因及其功能并進(jìn)一步在高等哺乳動(dòng)物

6、中發(fā)現(xiàn)了相關(guān)功能基因。SydneyBrennerH.RobertHorvitzJohnE.SulstonApoptosisinducedbyCytoCLane1.0h2.1h3.2h4.3h5.4h6.Control7.Marker2.0kbp1.00.50.2180~200bpDNAladder細(xì)胞凋亡的檢測(cè)方法形態(tài)學(xué)觀測(cè):臺(tái)盼藍(lán)、DAPI、Giemsa,DNA電泳,TUNEL測(cè)定法,彗星電泳法,流式細(xì)胞分析細(xì)胞凋亡的分子機(jī)制Earlyresearches(MIT:RobertHorrid,1986)C.elega

7、ns:1090cells,TheFindingofCED3mutantWithoutlosinganyoftheircellstoapoptosis.CED3geneplayacrucialroleintheprocessofapoptosis.Celegans:amillimeterlong,transparentbodyonlyafewcelltypes,fromzygotetomatureadultonlyin3.5days.131cellsdeath.線蟲體細(xì)胞凋亡研究:PCD相關(guān)基因15個(gè),分為四組:1、與

8、PCD有關(guān)的基因,負(fù)責(zé)PCD控制:ced-3、ced-4和ced-9。2、與PCD過程吞噬作用有關(guān):ced-1、ced-2、ced-5-8和ced-10。3、核酸酶基因(nuc-1),控制DNA降解,但非PCD所必須。4、影響特異細(xì)胞類型PCD的基因:ces-1、ces-2、cgl-1、和her-1.保守性高,在哺乳動(dòng)物中有相應(yīng)同源物:Ced-

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