医学细胞生物学十五 细胞衰老与死亡.ppt

1．胞内Ca2+浓度增高 * 胞内Ca2+浓度增高?凋亡启动因素之一。 2．内源性核酸内切酶激活 Ca2+/Mg2+依赖性内源性核酸内切酶激活 →DNA核小体连接处被水解 →形成180～200bp（X）片段 3．生物大分子的合成 * 凋亡的发生依赖于新的RNA和蛋白质合成。 4．线粒体结构破坏与功能障碍 细胞凋亡的生化改变 细胞凋亡常用检测方法 1．形态学方法 * 定性、定位；组织成分及细胞死亡类型复杂的情况下,难以判断结果。 2．电泳法 * 凋亡细胞基因组DNA电泳见“梯状”(ladder)条带； * 定性及定量；无法显示组织细胞形态结构,不能反映凋亡细胞与周围组织关系。 3．免疫学方法 *裂解的DNA片段含组蛋白，可用抗组蛋白及抗DNA抗体与之反应。 *定性、定量，不能定位。 4．流式细胞术 *可对典型凋亡定性和定量，可间接判断凋亡细胞所处的周期时相; *不典型凋亡或混有大量坏死细胞时可影响结果。 5．末端转移标记技术 *凋亡细胞由于内源性核酸内切酶的激活, 核DNA被切割成许多双链DNA片段以及高分子量DNA单链断裂点(缺口), 暴露出大量3’羟基末端, 如用标记的-dUTP进行缺口末端标记, 则可原位特异地显示出凋亡细胞。 细胞凋亡的分子机制 死亡受体途径及其信号传递 线粒体途径 死亡受体途径及其信号传递 死亡受体(death receptor,DR) Cas蛋白酶级联反应 Caspase概述 Cas级联反应（DR-转接蛋白途径） Cas活化的终末效应→细胞凋亡 不同死亡受体的信号转导途径 （1）成员 1）FasL/Fas（CD95/APO-1） 2）TNF-α/TNFRI 3）TRAIL（TNF-related apoptosis inducing ligand）（Apo-2L）/ R4,R5（DD contain receptor） 4）APO-3L（TWEAK）/DR3（APO-3） 1．死亡受体(death receptor, DR) * 与相应配体结合可诱导凋亡的一类跨膜受体 （2）共同的结构特点 1）均属TNFR家族成员； 2）胞外区N端含2-4个富含半胱氨酸的结构域 （cysteine rich domain,CRD）； 3）胞内区含1个由60-80个aa组成的死亡结构域（death domain,DD）,其可与胞浆死亡结构域蛋白（DD protein，DDP）中的DD同源结合，启动并传递凋亡信号。 * DDP：分子中含死亡结构域(DD)的凋亡信号蛋白。包括TRADD、FADD、RIP、CRADD、MADD等。 死亡受体途径及其信号传递 死亡受体(death receptor, DR) Cas蛋白酶级联反应 Caspase概述 Cas级联反应（DR-转接蛋白途径） Cas活化的终末效应→细胞凋亡 不同死亡受体的信号转导途径 Caspase概述 （1）天冬氨酸特异性半胱氨酸蛋白酶 （cystein protease with aspartic acid specificity, Caspase） 指半胱氨酸在酶的活性中心,而其底物分解作用位点都在天冬氨酸羧基端肽键,与ced-3同源的一类蛋白酶。 ICE亚类（1、4、5、13、14）： 参与促炎因子成熟等，在凋亡中起次要作用; 凋亡启动亚类（2、8、9、10）： 参与启动凋亡效应Cas，以Cas8为代表; 凋亡效应亚类（3、6、7）： 可剪切细胞结构蛋白，介导凋亡。 Cas3:与ced-3具有最大同源性； 在体内分布最广、活性最强； 可被Fas/FasL、颗粒酶或凋亡启动Cas激活； 活化的Cas3可激活其他亚类Cas成员。 （2）家族成员分类 不同Cas合成、活化具有组织特异性; 不同Cas具有特异性底物； 不同Cas参与级联反应的不同环节； 不同Cas在特定亚细胞区行使功能； （3）作用特点 1．死亡受体(death receptor,DR) 2．Cas蛋白酶级联反应 Caspase概述 Cas级联反应（DR-转接蛋白途径） Cas活化的终末效应→细胞凋亡 3．不同死亡受体的信号转导途径 死亡受体途径及其信号传递 降解细胞骨架（膜、核蛋白）； 剪切凋亡抑制因子（Bcl-2等）； 剪切RNA和DNA功能相关蛋白； 降解细胞基因组DNA （3）Cas活化的终末效应→细胞凋亡 1．死亡受体(death receptor,DR) 2．Cas蛋白酶级联反应 3．不同死亡受体的信号转导途径 Fas/FasL TNFL/TNF TR