細胞凋亡的機制課件

1、細胞凋亡的機制（二）凋亡（二）凋亡定義：定義： 是指機體細胞是指機體細胞(xbo)(xbo)在發(fā)育過程中在發(fā)育過程中或在某些因素作用下，通過細胞或在某些因素作用下，通過細胞內(nèi)基因及其產(chǎn)物的調(diào)控而發(fā)生的內(nèi)基因及其產(chǎn)物的調(diào)控而發(fā)生的一種程序性細胞死亡。一種程序性細胞死亡。第一頁，共三十七頁。細胞凋亡的機制1、細胞凋亡、細胞凋亡(dio wn)的意義的意義（1）細胞凋亡過多）細胞凋亡過多 AIDS，Alzheimer病，病，Parkinson病等病等（2）細胞凋亡過少）細胞凋亡過少 誘導(dǎo)凋亡基因誘導(dǎo)凋亡基因p53等失活、突變；等失活、突變； 抑制凋亡基因抑制凋亡基因bcl-2等過度表達。等過度表達。

2、第二頁，共三十七頁。細胞凋亡的機制2、細胞凋亡的形態(tài)變化、細胞凋亡的形態(tài)變化 細胞漿濃縮細胞漿濃縮(nn su)； 染色質(zhì)逐漸凝聚成新月狀；染色質(zhì)逐漸凝聚成新月狀； 胞膜不斷出芽、脫落，細胞變成胞膜不斷出芽、脫落，細胞變成 由胞膜包裹的凋亡小體；由胞膜包裹的凋亡小體； 凋亡小體被吞噬細胞吞噬、分解。凋亡小體被吞噬細胞吞噬、分解。第三頁，共三十七頁。細胞凋亡的機制3、細胞凋亡的機制、細胞凋亡的機制（1）誘導(dǎo)啟動；）誘導(dǎo)啟動；（2）細胞內(nèi)調(diào)控；）細胞內(nèi)調(diào)控； Bcl-2蛋白家族：蛋白家族：Bcl-2/Bcl2、Bax/Bax、Bcl-2/Bax（3）凋亡的實施；）凋亡的實施；（4）凋亡細胞的吞噬）

3、凋亡細胞的吞噬(tnsh)和搬運。和搬運。第四頁，共三十七頁。細胞凋亡的機制Apoptosis of Hepatocytes第五頁，共三十七頁。細胞凋亡的機制Squamous Cell CarcinomaTUNEL Method Detect the Apoptosis第六頁，共三十七頁。細胞凋亡的機制3 3、細胞凋亡、細胞凋亡(dio wn)(dio wn)與壞死的區(qū)別與壞死的區(qū)別特征特征凋亡凋亡壞死壞死誘導(dǎo)因素誘導(dǎo)因素生理及弱刺激生理及弱刺激強烈刺激強烈刺激細胞數(shù)量細胞數(shù)量單個細胞丟失單個細胞丟失成群細胞死亡成群細胞死亡膜的完整性膜的完整性保持到晚期保持到晚期早期即喪失早期即喪失基因組基因

4、組DNADNA有控降解有控降解隨機降解隨機降解大分子合成大分子合成一般需要一般需要不需要不需要基因調(diào)控基因調(diào)控有有無無后果后果無炎癥反應(yīng)無炎癥反應(yīng)伴炎癥反應(yīng)伴炎癥反應(yīng)意義意義生理和病理死亡生理和病理死亡病理性死亡病理性死亡第七頁，共三十七頁。細胞凋亡的機制第一節(jié)第一節(jié) 再生再生(zishng)(zishng)第二章第二章 損傷損傷(snshng)(snshng)的修復(fù)的修復(fù)第八頁，共三十七頁。細胞凋亡的機制一、細胞周期和不同一、細胞周期和不同(b tn)(b tn)類型細胞的再生潛能類型細胞的再生潛能 間期間期（interphase） G1期（期（DNA合成前期）合成前期） 細胞周期細胞周期

5、S期（期（DNA合成期）合成期） （cell cycle） G2期（分裂前期）期（分裂前期） 分裂期分裂期（mitotic phase, M期）期） 第一節(jié) 再生(zishng)第九頁，共三十七頁。細胞凋亡的機制按按再生再生(zishng)能力的強弱，可將人體細胞分為三類能力的強弱，可將人體細胞分為三類1.1.不穩(wěn)定細胞不穩(wěn)定細胞(xbo)(xbo)（labile cells）：）： 再生能力很強再生能力很強所屬所屬C C： 表皮表皮(biop)(biop)C C 呼吸道和消化道粘膜上皮呼吸道和消化道粘膜上皮C C 生殖器官管腔的被覆生殖器官管腔的被覆C C 淋巴、造血淋巴、造血 間皮間皮第十

6、頁，共三十七頁。細胞凋亡的機制2.2.穩(wěn)定細胞（穩(wěn)定細胞（stable cells）：）： 受到組織損傷刺激受到組織損傷刺激(cj)(cj)較強的再生能力較強的再生能力 生理狀態(tài)下處在靜止期生理狀態(tài)下處在靜止期 所屬所屬C C：腺體及腺樣器官腺體及腺樣器官(qgun)(qgun)的實質(zhì)的實質(zhì)C C （胰腺、內(nèi)分泌腺、汗腺、皮脂腺和腎（胰腺、內(nèi)分泌腺、汗腺、皮脂腺和腎小管的上皮細胞）小管的上皮細胞）第十一頁，共三十七頁。細胞凋亡的機制3.3.永久性細胞（永久性細胞（permanent cells）：）： 再生能力再生能力(nngl)(nngl)很弱很弱/ /無再生能力無再生能力(nngl)(nn

7、gl)所屬所屬C C： 神經(jīng)神經(jīng)(shnjng)(shnjng)C C 心肌心肌C C 骨骼肌骨骼肌C C第十二頁，共三十七頁。細胞凋亡的機制二、各種組織的再生過程二、各種組織的再生過程（一）上皮組織的再生（一）上皮組織的再生1.1.被覆被覆(bif)(bif)上皮再生：基底層上皮再生：基底層C C增生修復(fù)增生修復(fù)2.2.腺體上皮的再生：腺體上皮的再生：u基底膜完整基底膜完整殘存細胞分裂補充，完全修復(fù)殘存細胞分裂補充，完全修復(fù)u基底膜破壞基底膜破壞瘢痕性修復(fù)瘢痕性修復(fù)第十三頁，共三十七頁。細胞凋亡的機制第十四頁，共三十七頁。細胞凋亡的機制第十五頁，共三十七頁。細胞凋亡的機制（二）纖維組織的再生

8、（二）纖維組織的再生靜止靜止(jngzh)(jngzh)期纖維期纖維CC成纖維成纖維CC分裂、增生分裂、增生成纖維成纖維C C停止分裂停止分裂合成并分泌前膠原蛋白，細合成并分泌前膠原蛋白，細胞周圍形成膠原纖維胞周圍形成膠原纖維成纖維細胞逐漸成熟成纖維細胞逐漸成熟長梭形，胞質(zhì)逐漸減少，長梭形，胞質(zhì)逐漸減少，核染色加深核染色加深纖維纖維C C（三）軟骨組織和骨組織的再生（三）軟骨組織和骨組織的再生軟骨膜增生軟骨膜增生軟骨母細胞軟骨母細胞軟骨基質(zhì)軟骨基質(zhì)細胞被埋在軟細胞被埋在軟骨陷窩內(nèi)變?yōu)殪o止的軟骨細胞骨陷窩內(nèi)變?yōu)殪o止的軟骨細胞第十六頁，共三十七頁。細胞凋亡的機制（四）血管的再生（四）血管的再生(z

9、ishng)(zishng)1.1.毛細血管的再生：毛細血管的再生：以以生芽方式生芽方式來完成來完成蛋白分解酶蛋白分解酶基底膜分解基底膜分解內(nèi)皮內(nèi)皮C C分裂增生分裂增生突起的幼芽突起的幼芽隨內(nèi)皮隨內(nèi)皮C C向前移動、后續(xù)向前移動、后續(xù)C C增生增生形成一條形成一條C C索索管腔管腔新的新的毛細血管毛細血管吻合成毛細血管網(wǎng)吻合成毛細血管網(wǎng)2.2.大血管的修復(fù)大血管的修復(fù)手術(shù)吻合手術(shù)吻合, ,吻合處兩側(cè)內(nèi)皮細胞分裂增生吻合處兩側(cè)內(nèi)皮細胞分裂增生, ,互相連接互相連接, ,恢復(fù)原恢復(fù)原來內(nèi)膜結(jié)構(gòu)來內(nèi)膜結(jié)構(gòu)第十七頁，共三十七頁。細胞凋亡的機制第十八頁，共三十七頁。細胞凋亡的機制（五）肌組織的再生（五

10、）肌組織的再生 再生能力很弱再生能力很弱纖維瘢痕纖維瘢痕(bn hn)(bn hn)修復(fù)修復(fù)（六）神經(jīng)組織的再生（六）神經(jīng)組織的再生 腦、脊髓內(nèi)的神經(jīng)腦、脊髓內(nèi)的神經(jīng)C C破壞破壞不能再生不能再生神經(jīng)神經(jīng)膠質(zhì)膠質(zhì)C C及其纖維修補及其纖維修補膠質(zhì)瘢痕膠質(zhì)瘢痕第十九頁，共三十七頁。細胞凋亡的機制斷離兩端相隔斷離兩端相隔(xingg)(xingg)太遠太遠/ /兩端之間有瘢痕兩端之間有瘢痕/ /其他組織阻隔其他組織阻隔/ /因截肢失去遠端因截肢失去遠端再生軸突不能到達遠端再生軸突不能到達遠端與增生的結(jié)締組織混雜在與增生的結(jié)締組織混雜在一起一起卷曲成團卷曲成團創(chuàng)傷性神創(chuàng)傷性神經(jīng)瘤經(jīng)瘤創(chuàng)傷性神經(jīng)創(chuàng)傷性

11、神經(jīng)(shnjng)瘤的形瘤的形成成第二十頁，共三十七頁。細胞凋亡的機制三、細胞再生的影響因素三、細胞再生的影響因素(yn s)(yn s)（一）細胞外基質(zhì)主要成分及在再生過程中的作用（一）細胞外基質(zhì)主要成分及在再生過程中的作用: :u膠原蛋白膠原蛋白u彈力蛋白彈力蛋白u黏附性糖蛋白和整合素黏附性糖蛋白和整合素u基質(zhì)細胞蛋白基質(zhì)細胞蛋白u蛋白多糖和透明質(zhì)酸素蛋白多糖和透明質(zhì)酸素第二十一頁，共三十七頁。細胞凋亡的機制（二）生長因子（二）生長因子（growth factor）1.血小板源性生長因子血小板源性生長因子 （platelet derived growth factor, PDGF）2.成

12、纖維細胞生長因子成纖維細胞生長因子（fibroblast growth factor, FGF）3.表皮生長因子表皮生長因子（epidermal growth factor, EGF）4.轉(zhuǎn)化生長因子轉(zhuǎn)化生長因子（transforming growth factor, TGF）5.血管內(nèi)皮生長因子血管內(nèi)皮生長因子（vascular endothelial growth factor, VEGF）6.具有刺激生長具有刺激生長(shngzhng)作用的其他細胞因子作用的其他細胞因子（cytokines）第二十二頁，共三十七頁。細胞凋亡的機制（三）抑素與接觸抑制（三）抑素與接觸抑制抑素抑素（chal

13、one）：）：血管抑素、內(nèi)皮抑素、血小板反應(yīng)蛋白血管抑素、內(nèi)皮抑素、血小板反應(yīng)蛋白1 1 抑制抑制血管內(nèi)皮細胞生長血管內(nèi)皮細胞生長接觸抑制接觸抑制: : 部分切除后的肝臟，當肝細胞增生達到原有大小時部分切除后的肝臟，當肝細胞增生達到原有大小時(xiosh)(xiosh)，細胞停止生長，不致堆積起來，細胞停止生長，不致堆積起來第二十三頁，共三十七頁。細胞凋亡的機制四、干細胞在細胞再生和四、干細胞在細胞再生和 組織修復(fù)中的作用組織修復(fù)中的作用干干C C ：個體發(fā)育過程中產(chǎn)生的具有無限：個體發(fā)育過程中產(chǎn)生的具有無限/ /較長時間自我更新和多向分化能力較長時間自我更新和多向分化能力(nngl)(nng

14、l)的一類的一類C C分類分類：胚胎干：胚胎干C C（embryonic stem cell） 成體干成體干C C（adult stem cell）第二十四頁，共三十七頁。細胞凋亡的機制（一）胚胎干（一）胚胎干C C人胚胎發(fā)育早期人胚胎發(fā)育早期囊胚中未分化的細胞囊胚中未分化的細胞囊胚：囊胚：滋養(yǎng)層滋養(yǎng)層發(fā)育成胚胎的支持組織發(fā)育成胚胎的支持組織 外表的一層扁平外表的一層扁平C C 囊胚腔囊胚腔中心的腔中心的腔 腔內(nèi)一側(cè)的腔內(nèi)一側(cè)的C C群群內(nèi)細胞群內(nèi)細胞群分裂分裂(fnli)(fnli)、分化、發(fā)育成個體分化、發(fā)育成個體當內(nèi)當內(nèi)C C群在培養(yǎng)皿中培養(yǎng)時群在培養(yǎng)皿中培養(yǎng)時胚胎干胚胎干C C第二十五

15、頁，共三十七頁。細胞凋亡的機制胚胎干胚胎干C C研究的意義：研究的意義：擁有類似胚胎的全能分化性，最終闡明擁有類似胚胎的全能分化性，最終闡明 人類人類(rnli)(rnli)正常胚胎的發(fā)生發(fā)育、非正常胚胎正常胚胎的發(fā)生發(fā)育、非正常胚胎 的出現(xiàn)等的復(fù)雜調(diào)控機制，發(fā)現(xiàn)人類新的出現(xiàn)等的復(fù)雜調(diào)控機制，發(fā)現(xiàn)人類新 的基因的基因人胚胎干人胚胎干C C的分離及體外培養(yǎng)成功的分離及體外培養(yǎng)成功生物生物 醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的一系列重大研究，如致畸致瘤醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的一系列重大研究，如致畸致瘤 實驗、組織移植、細胞治療、基因治療實驗、組織移植、細胞治療、基因治療 等將產(chǎn)生重要影響等將產(chǎn)生重要影響第二十六頁，共三十七頁。細胞凋亡的

16、機制可修復(fù)甚至替換喪失可修復(fù)甚至替換喪失(sngsh)(sngsh)功能的組織和器功能的組織和器官官為了基因治療和防止免疫排斥效應(yīng)，還可以對為了基因治療和防止免疫排斥效應(yīng)，還可以對胚胎干胚胎干C C的基因做某些修飾的基因做某些修飾第二十七頁，共三十七頁。細胞凋亡的機制（二）成體干（二）成體干C C成體干成體干C C普遍存在于特定的微環(huán)境中普遍存在于特定的微環(huán)境中機體內(nèi)多種分化成熟的組織機體內(nèi)多種分化成熟的組織(zzh)(zzh)中存在中存在成體干成體干C C造血干造血干C C、表皮干、表皮干C C、間充質(zhì)干、間充質(zhì)干C C、肌肉干、肌肉干C C、肝臟干、肝臟干C C、神、神經(jīng)干經(jīng)干C C等等橫

17、向分化橫向分化（trans-differentiation）：）：部分組織中的成體干部分組織中的成體干C C不僅可以向本身組織不僅可以向本身組織進行分化，也可以向無關(guān)組織類型的成熟進行分化，也可以向無關(guān)組織類型的成熟細胞進行分化細胞進行分化第二十八頁，共三十七頁。細胞凋亡的機制（三）干細胞三）干細胞(xbo)(xbo)在組織修復(fù)與細胞在組織修復(fù)與細胞(xbo)(xbo)再生中的再生中的作用作用 1.1.骨髓組織骨髓組織：(2)(2)間充質(zhì)干間充質(zhì)干C C存在部位存在部位：骨骼肌、脂肪、：骨骼肌、脂肪、骨膜、臍血、外周血骨膜、臍血、外周血基本特點基本特點：具有向骨、軟骨、脂肪、肌具有向骨、軟骨、

18、脂肪、肌肉、肌腱等組織分化肉、肌腱等組織分化(fnhu)(fnhu)潛潛能能（1 1）造血干）造血干C C：存在部位存在部位：骨髓、外周血、：骨髓、外周血、臍帶血臍帶血基本特征基本特征： 自我維持自我維持(wich)(wich) 自我更新能力自我更新能力 具有可塑性具有可塑性第二十九頁，共三十七頁。細胞凋亡的機制2.2.腦腦神經(jīng)干神經(jīng)干C C 分化為分化為 神經(jīng)元神經(jīng)元 星形膠質(zhì)星形膠質(zhì)C C 少突膠質(zhì)少突膠質(zhì)C C3.3.表皮組織表皮組織表皮干表皮干C C 組織特異性干組織特異性干C C存在存在(cnzi)(cnzi)部位：真皮乳頭頂部相連的基底層部位：真皮乳頭頂部相連的基底層第三十頁，共三

19、十七頁。細胞凋亡的機制4.4.角膜角膜角膜緣干角膜緣干C C：存在部位：角膜緣的基底部存在部位：角膜緣的基底部作用：作用：（1 1）分化、增殖為上皮）分化、增殖為上皮C C（2 2）保持角膜的生理生化環(huán)境、完整性和維持局）保持角膜的生理生化環(huán)境、完整性和維持局部免疫部免疫(miny)(miny)反應(yīng)中占有重要地位反應(yīng)中占有重要地位（3 3）保持角膜的透明性與正常生理功能）保持角膜的透明性與正常生理功能第三十一頁，共三十七頁。細胞凋亡的機制5.5.肝臟肝臟肝臟干肝臟干C C：存在存在(cnzi)(cnzi)部位部位：肝實質(zhì)：肝實質(zhì)C C與膽管系統(tǒng)結(jié)合部位與膽管系統(tǒng)結(jié)合部位作用：分化成膽管上皮作用

20、：分化成膽管上皮C C和肝和肝C C6.6.骨骼肌和心肌骨骼肌和心肌肌衛(wèi)星肌衛(wèi)星C C：存在部位存在部位：骨骼肌細胞肌膜下：骨骼肌細胞肌膜下第三十二頁，共三十七頁。細胞凋亡的機制20082008年干細胞方面研究成果年干細胞方面研究成果美國成功地在不傷害人類胚胎的情況下美國成功地在不傷害人類胚胎的情況下獲取了獲取了胚胎干細胞胚胎干細胞美國科學(xué)家直接將一種體細胞轉(zhuǎn)變成另一種美國科學(xué)家直接將一種體細胞轉(zhuǎn)變成另一種體細胞，而無需借助胚胎干細胞體細胞，而無需借助胚胎干細胞德國蒂賓根大學(xué)德國蒂賓根大學(xué)(dxu)(dxu)醫(yī)學(xué)院斯庫特拉領(lǐng)導(dǎo)醫(yī)學(xué)院斯庫特拉領(lǐng)導(dǎo)的研究小組首次從男性睪丸細胞中成功提的研究小組首次從男性睪丸細胞中成功提取出干細胞取出干細胞第三十三頁，共三十七頁。細胞凋亡的機制美國德州大學(xué)研究人員成功獲得美國德州大學(xué)研究人員成功獲得(hud)(hud)一種能刺激一種能刺激神經(jīng)干細胞開始發(fā)育成神經(jīng)細胞的小分子神經(jīng)干細胞開始發(fā)育成神經(jīng)細胞的小分子Isx9Isx9。美國先進細胞技術(shù)公司美國先進細胞技術(shù)公司(n s)(n s)在實驗室中成功在實驗室中成功地利用胚胎干細胞培植出了紅血球細胞，這種紅地利用胚胎干細胞培植出了紅血球細胞，這種紅血球細胞在理論上與正常人體內(nèi)的紅血球細胞沒血球細胞在理論上與正常人體內(nèi)的紅血球細胞沒有分別，人類將有可能從此結(jié)束獻血。有分別，人類將有