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apoptosis细胞凋亡
细胞凋亡 Apoptosis 细胞凋亡 细胞凋亡(apoptosis)是Kerr于1972年首次提出的。 细胞凋亡或细胞程序化死亡(programmed cell death, PCD)不同于坏死(necrosis)。 “凋亡”一词来自希腊语,apo意为“分离”,ptosis指花瓣或树叶的脱落,“凋亡”是由这两个词组合而成,意指细胞凋亡的形态类似秋天花瓣或树叶的凋落一样。 程序化死亡(programmed cell death, PCD)=细胞凋亡(广义) 细胞凋亡apoptosis(狭义):形态学 胀亡 自噬 坏死(necrosis) 二、研究简史 半个世纪前:人们就观察到在人体的发生、生长、发育以及衰老过程中,一直伴随着组织细胞的生理自发退化死亡现象. 1965年:发育生物学家Lockshin和Williams首先提出了PCD(程序化死亡)一词,用于描述蛾的发育过程,认为随着成年蛾的出现,其幼虫死亡是一种发育调节性死亡〈development-regulated death)。 1972年:Kerr等首次提出了细胞凋亡的概念,从形态学角度描述细胞的生理死亡,并认为这是维持组织细胞动力学平衡的一种基本生物学现象,有重要生物学意义。 1977年:人们注意到在生理或病理性刺激条件下,淋巴细胞发育过程中的凋亡现象。 1980年:Wyllie研究胸腺细胞在糖皮质激素作用下引致的细胞凋亡变化,总结并建立了细胞凋亡的共同特征,包括核固缩和DNA降解成寡核苷酸片段等。 1989年: 0wen及其研究小组在研究胸腺细胞阴性选择过程中,发现T细胞受体(TCR)与自身抗原相互作用与未成熟T细胞的PCD发生有关,并在体外证实剌激CD3分子可诱导未成熟T细胞PCD的发生。 1991年:Ellis首先发现了线虫(C.elegans)体内Ced-3、4两个基因与PCD的发生密切相关,随后逐渐发现了多种参与PCD的正调节基因和负调节基因,前者包括Ced-2、p53、c‐myc、Fas、糖皮质激素受体及白细胞介素1β转化(ICE〉等基因,后者则有Ced-9、bcl-2等基因. 细胞凋亡的特征 具有典型的特征,包括胞质浓缩、染色质凝集、染色体降解呈DNA ladder、细胞膜出芽形成凋亡小体(apoptosis bodies)。 体内被正常细胞或吞噬细胞清除,而不引发炎症。 (一)细胞凋亡与细胞坏死在形态学上的差别 透射电镜下 (二)细胞凋亡与细胞坏死在生物化学上的区别 胞内Ca2+、Mg2+浓度明显增高,依赖Ca2+的核酸内切酶(Endonuclease)被激活,将DNA在核小体间切割,酶切后会形成带有粘性末端的、相差180——200bp的不同长度的片段,故电泳呈特征性的梯形改变(ladder patlern) 。 由于生化改变是从基因开始,从内到外,所以DNA的损伤发生在胞质、胞膜通透性改变之前即凋亡早期,而坏死由于损伤是从外到内,细胞器溶酶体等先溶解、破裂,释放的酶再把DNA随机降解成无数大小不一的片段,电泳呈涂沫状拖带,不能形成“梯子” 细胞凋亡与疾病 细胞凋亡过度:爱滋病,心、脑缺血引起的损伤荡扩大,应激引起的淋巴细胞凋亡,阿尔茨海默病(Alzheimer’s disease,AD),帕金森病等。 细胞凋亡不足:自身免疫病、肿瘤等。 细胞凋亡与药物研制开发及疾病的治疗 基因治疗研究开发。 生物制剂制品研究开发。 利用细胞凋亡中细胞因子或细胞保护因子开发新药。 细胞凋亡研究中注重无机离子、无机化合物的研究可开发出新药。 参与细胞凋亡的受体的研究,开发受体激动性或拮抗性药物。 阿尔茨海默病(Alzheimer’s disease,AD) AD是以遗忘为最早期症状、近记忆力丧失为最突出症状的常见大脑变性病。发生于60岁以前又称早老性痴呆,60岁以后发病者称老年性痴呆,两者临床表现和病理形态改变相同。 病理特点: 广泛的大脑皮质萎缩,显微镜下可见皮质神经元脱失,伴有胶质细胞增生及皮质下继发性脱髓鞘。 本病病因尚不清楚,现代分子生物学和细胞生物学认为,本病的发生与神经第质的缺陷有关,主要是乙酰胆碱转移酶和乙酰胆碱合成酶的活性降低造成乙酰胆碱(Ach)显著低于正常,而这是由胆碱能传入神经元的渐进性凋亡所致。 1981,1982年Whitehouse 等对AD患者进行尸检后发现,AD患者的海马及基底神经核的胆碱能神经元丧失达30-50%,有时可达90%。 胆碱能神经元广泛凋亡的假说不仅可解释AD发病机制,还有助于AD制定一个较合理的预防和治疗方案。
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