《细胞生物学》第16章 细胞死亡与细胞衰老-教学课件（非AI生成）.ppt

第十六章

细胞死亡与细胞衰老

*第一节细胞死亡细胞凋亡(apoptosis)细胞坏死(necrosis)自噬性细胞死亡(autophagy)一、细胞凋亡:生物体内细胞在特定的内源和外源信号诱导下，其内部死亡程序被激活而发生的自杀性死亡过程。整个过程胞膜保持完整、细胞内含物不泄漏、没有炎症反应，持续30min-数小时。(一)细胞凋亡的特征凋亡的起始：染色质固缩、沿核膜分布，细胞皱缩；凋亡小体形成：染色质断裂为片断，被反折的核膜包裹形成小体；吞噬：临近或吞噬细胞吞噬凋亡小体，在溶酶体内消化、分解。*细胞凋亡细胞坏死*(二)细胞凋亡的检测方法形态学观察DAPI染色台盼蓝染色：染死细胞（晚期凋亡细胞）,DAPI染料：染DNA,Giemsa染色：染色质固缩、趋边化、凋亡小体。*DNA电泳特异性核酸内切酶在核小体的linker区切割DNA导致特异梯状条带的产生(nx200bp片断)。*DNA断端的原位末端标记法(terminaldeoxynucleotidyltransferase-mediateddUTPnickendlabeling,TUNEL)哺乳类发育过程中趾间蹼的消失脱氧核糖核酸末端转移酶介导的dUTP缺口末端标记法：脱氧核糖核酸末端转移酶将荧光标记的dUTP接至DNA的3’-OH。正常16体节期的斑马鱼胚胎有少量细胞发生凋亡突变体248a-/-的中枢神经系统有大量细胞发生凋亡*膜成分的变化细胞凋亡早期，磷脂酰丝氨酸从胞膜内侧翻转至外侧:在细胞表面作为一个“吃掉我”(“eat-me”)的信号；钙依赖性的磷脂结合蛋白AnnexinV能特异识别磷脂酰丝氨酸，用于检测早期凋亡细胞。磷脂酰丝氨酸正常细胞中磷脂酰丝氨酸分布在胞质侧的胞膜内*流式细胞检测细胞凋亡刺激前刺激后*(三)细胞凋亡的意义神经细胞与靶细胞数量的精确匹配发育或生理过程中清除多余或不需要的细胞清除有问题（受损、突变或被感染）的细胞蝌蚪尾巴的消失肠管腔道的形成免疫耐受的形成稳定正常器官大小趾间蹼的消失等*Caspase(Cysteineasparticacid-specificprotease，天冬氨酸特异性的半胱氨酸蛋白水解酶)：活性位点含半胱氨酸残基的蛋白酶，选择性地切割靶蛋白天冬氨酸残基后的肽键使之被活化或失活，而非完全降解。(四)细胞凋亡的分子机制Caspase依赖性细胞凋亡途径Caspase的底物：280种CAD的活化：正常细胞中，CAD(caspase-activatedDNase)与ICAD(inhibitorofCAD)结合在一起被抑制，活化的caspase降解ICAD，释放CAD，在核小体间切割DNA；聚腺苷酸二磷酸核糖转移酶(PARP)的切割失活:识别结构损伤的DNA片断，使组蛋白发生ADP-核糖基化后从损伤的DNA上掉下来，让修复蛋白与DNA结合进行修复。PARP被caspase切割失活后，细胞对DNA的降解不再敏感；细胞骨架蛋白、核纤层蛋白、核孔蛋白的切割：细胞结构解聚；黏着斑激酶(focaladhesionkinase,FAK)的切割：失去细胞-细胞间、细胞-胞外基质间的联系。*凋亡信号→起始caspases的激活→效应caspases的激活→caspase级联效应→切割结构和调节蛋白Caspase的激活Caspase的激活步骤：Caspase的主要类型：Caspase活化：未活化的caspases都以酶原分子形式存在于细胞中，在凋亡信号刺激下，caspase酶原分子在特异的天冬氨酸位点被切割，产生大小两个亚基，大亚基即是活化的caspase。Caspasesinvolvedininflammationcaspases1(lCE),4,5Caspasesinvolvedinapoptosis Initiator(起始)caspasesExecutioner(效应)caspasescaspases2,8,9,10caspases3,6,7*起始caspase8、10和2、9的活化同性活化：相同的酶原分子通过相同的蛋白结构域结合形成复合物，在复合物中酶原分子构象发生改变而活化，进而彼此切割产生有活性的二聚体：起始caspase8、10含DED(deatheffectordomain)结构域,与含DED的接头分子结合启动细胞凋亡的外源途径；起始caspase2、9含CARD(caspaserec