演講人：日期:細(xì)胞凋亡核心進(jìn)程CATALOGUE目錄01凋亡信號觸發(fā)階段02凋亡執(zhí)行階段03凋亡小體形成階段04調(diào)控網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)05檢測技術(shù)體系06病理生理關(guān)聯(lián)01凋亡信號觸發(fā)階段內(nèi)外源性信號接收細(xì)胞內(nèi)DNA損傷、細(xì)胞周期失控、代謝失衡等。內(nèi)源性信號細(xì)胞因子、激素、藥物、輻射等外部因素。外源性信號Fas、TNFR等受體與相應(yīng)配體結(jié)合后啟動凋亡。死亡受體介導(dǎo)的信號啟動下游凋亡執(zhí)行Caspase的激活。Caspase蛋白酶級聯(lián)激活凋亡信號激活Caspase-8/-9/-10降解細(xì)胞骨架和核蛋白，導(dǎo)致細(xì)胞凋亡。Caspase-3/-6/-7激活I(lǐng)APs、FLIP等抑制Caspase活性，阻止細(xì)胞凋亡。Caspase抑制劑Bcl-2家族蛋白Bid、Bax、Bak等促進(jìn)線粒體膜通透性增加，釋放凋亡因子。線粒體途徑關(guān)鍵調(diào)控凋亡誘導(dǎo)因子（AIF）、核酸內(nèi)切酶G（EndoG）等釋放進(jìn)入細(xì)胞核，導(dǎo)致DNA斷裂和細(xì)胞凋亡。線粒體膜電位變化影響ATP生成，觸發(fā)細(xì)胞凋亡進(jìn)程。02凋亡執(zhí)行階段效應(yīng)Caspase切割靶蛋白效應(yīng)Caspase激活在凋亡信號刺激下，效應(yīng)Caspase被激活，進(jìn)而切割靶蛋白。01靶蛋白切割效應(yīng)Caspase切割的靶蛋白包括細(xì)胞骨架蛋白、細(xì)胞周期調(diào)控蛋白等，導(dǎo)致細(xì)胞形態(tài)改變和功能喪失。02細(xì)胞解體靶蛋白切割后，細(xì)胞逐漸解體，形成凋亡小體，被周圍細(xì)胞吞噬。03DNA片段化機(jī)制啟動核酸內(nèi)切酶激活在凋亡信號刺激下，核酸內(nèi)切酶被激活，切割DNA形成片段。DNALadder現(xiàn)象細(xì)胞凋亡檢測DNA片段化后，通過電泳檢測可觀察到DNALadder現(xiàn)象，即DNA片段在凝膠上呈現(xiàn)梯狀分布。DNA片段化是細(xì)胞凋亡的重要標(biāo)志之一，可用于細(xì)胞凋亡的檢測。123磷脂翻轉(zhuǎn)暴露的磷脂酰絲氨酸等信號分子被周圍的吞噬細(xì)胞識別，啟動吞噬過程。吞噬細(xì)胞識別細(xì)胞膜破裂隨著吞噬細(xì)胞的作用，細(xì)胞膜逐漸破裂，細(xì)胞內(nèi)容物釋放，完成細(xì)胞凋亡過程。在凋亡信號刺激下，細(xì)胞膜內(nèi)側(cè)的磷脂翻轉(zhuǎn)到外側(cè)，暴露磷脂酰絲氨酸等信號分子。細(xì)胞膜磷脂層重構(gòu)03凋亡小體形成階段在細(xì)胞凋亡過程中，細(xì)胞質(zhì)會發(fā)生濃縮，形成致密的顆粒狀物質(zhì)，同時伴隨細(xì)胞體積的縮小。細(xì)胞質(zhì)濃縮細(xì)胞膜表面會產(chǎn)生小泡，這些小泡不斷地從細(xì)胞膜上脫落，將細(xì)胞內(nèi)的物質(zhì)包裹并釋放到細(xì)胞外。出泡現(xiàn)象細(xì)胞質(zhì)濃縮與出泡現(xiàn)象凋亡小體結(jié)構(gòu)特征形態(tài)特點(diǎn)凋亡小體呈圓形或卵圓形，大小不一，具有完整的膜結(jié)構(gòu)。01成分組成凋亡小體主要由細(xì)胞質(zhì)、細(xì)胞器和核碎片組成，其中核碎片是凋亡小體中最主要的成分。02結(jié)構(gòu)緊密凋亡小體內(nèi)部的物質(zhì)結(jié)構(gòu)緊密，無明顯的空隙，呈現(xiàn)出高電子密度。03吞噬細(xì)胞識別標(biāo)志暴露在細(xì)胞凋亡過程中，細(xì)胞膜上的磷脂酰絲氨酸會從內(nèi)側(cè)翻轉(zhuǎn)到外側(cè)，作為吞噬細(xì)胞的識別標(biāo)志。磷脂酰絲氨酸外翻細(xì)胞膜上的糖鏈也會暴露出來，這些糖鏈具有特定的結(jié)構(gòu)，能夠與吞噬細(xì)胞表面的受體結(jié)合，促進(jìn)吞噬細(xì)胞對凋亡小體的識別和吞噬。糖鏈外露04調(diào)控網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)抑制細(xì)胞凋亡，保護(hù)細(xì)胞免于死亡。Bcl-2家族蛋白平衡Bcl-2蛋白促進(jìn)細(xì)胞凋亡，與Bcl-2形成異二聚體，抑制Bcl-2的抗凋亡作用。Bax蛋白僅含BH3結(jié)構(gòu)域的蛋白，通過與Bcl-2或Bax結(jié)合，調(diào)控細(xì)胞凋亡。BH3-only蛋白死亡受體信號傳導(dǎo)死亡受體近年發(fā)現(xiàn)的一組細(xì)胞表面標(biāo)記，屬于腫瘤壞死因子受體超家族。配體結(jié)合死亡受體與相應(yīng)的配體結(jié)合后，觸發(fā)凋亡信號傳導(dǎo)。信號轉(zhuǎn)導(dǎo)凋亡信號通過死亡受體向細(xì)胞內(nèi)傳遞，激活下游的凋亡效應(yīng)分子。凋亡效應(yīng)凋亡信號最終作用于細(xì)胞內(nèi)的凋亡效應(yīng)分子，導(dǎo)致細(xì)胞凋亡。p53基因監(jiān)控機(jī)制p53基因一種重要的腫瘤抑制基因，參與細(xì)胞凋亡和DNA修復(fù)等過程。01DNA損傷響應(yīng)p53蛋白在DNA損傷時積累，并激活下游的凋亡信號通路。02凋亡調(diào)控p53蛋白通過調(diào)控凋亡相關(guān)基因的表達(dá)，實現(xiàn)對細(xì)胞凋亡的精細(xì)調(diào)控。03腫瘤抑制p53基因的突變或失活與多種腫瘤的發(fā)生發(fā)展密切相關(guān)。0405檢測技術(shù)體系原理操作方法利用膜聯(lián)蛋白V與磷脂酰絲氨酸的特異性結(jié)合，檢測細(xì)胞凋亡時磷脂酰絲氨酸的外翻。將膜聯(lián)蛋白V標(biāo)記上熒光素或生物素等，與待測細(xì)胞孵育，通過流式細(xì)胞術(shù)或熒光顯微鏡檢測細(xì)胞表面的熒光強(qiáng)度。膜聯(lián)蛋白V標(biāo)記法優(yōu)點(diǎn)操作簡便、快速，能檢測早期細(xì)胞凋亡。局限性不能區(qū)分凋亡細(xì)胞與壞死細(xì)胞，且對于細(xì)胞膜表面磷脂酰絲氨酸外翻的其他原因?qū)е碌募訇栃越Y(jié)果無法排除?；谀┒嗣撗鹾塑账徂D(zhuǎn)移酶（TdT）介導(dǎo)的dUTP缺口末端標(biāo)記（TUNEL）技術(shù)，檢測細(xì)胞凋亡時DNA斷裂的情況。原理特異性高，能檢測單個凋亡細(xì)胞，適用于組織切片和細(xì)胞懸液的檢測。優(yōu)點(diǎn)將標(biāo)記有熒光素或生物素的dUTP加入到細(xì)胞或組織切片中，在TdT的催化下，與DNA斷裂的3'-OH末端結(jié)合，通過熒光顯微鏡或流式細(xì)胞術(shù)檢測熒光強(qiáng)度。操作方法010302TUNEL檢測DNA斷裂操作步驟較多，對樣本的處理和實驗條件要求較高，且對于非凋亡性DNA斷裂（如細(xì)胞壞死）也會出現(xiàn)假陽性結(jié)果。局限性04Caspase活性熒光檢測原理基于caspase（半胱氨酸蛋白酶）在細(xì)胞凋亡過程中的關(guān)鍵作用，通過檢測caspase的活性來反映細(xì)胞凋亡的情況。01操作方法將熒光底物（如caspase底物多肽）與待測細(xì)胞或組織孵育，當(dāng)caspase被激活時，會水解熒光底物釋放出熒光信號，通過熒光分光光度計或流式細(xì)胞術(shù)檢測熒光強(qiáng)度。02優(yōu)點(diǎn)能反映細(xì)胞凋亡的動態(tài)過程，特異性較高，且可用于高通量篩選。03局限性熒光底物可能受到其他蛋白酶的干擾而產(chǎn)生假陽性結(jié)果，且對于某些類型的細(xì)胞凋亡（如不依賴caspase的凋亡）無法檢測。0406病理生理關(guān)聯(lián)腫瘤細(xì)胞通過抑制凋亡相關(guān)基因的表達(dá)，逃避細(xì)胞凋亡的正常程序，從而實現(xiàn)無限增殖。腫瘤細(xì)胞抗凋亡機(jī)制凋亡抑制基因表達(dá)腫瘤細(xì)胞中凋亡信號通路受阻，導(dǎo)致凋亡信號無法正常傳遞，從而抑制細(xì)胞凋亡。凋亡信號通路受阻腫瘤細(xì)胞中凋亡相關(guān)蛋白的異常表達(dá)，如凋亡抑制蛋白的表達(dá)增加，凋亡促進(jìn)蛋白的表達(dá)減少等，均會影響細(xì)胞凋亡的進(jìn)程。凋亡相關(guān)蛋白異常表達(dá)神經(jīng)退行性疾病中，神經(jīng)元的凋亡是病理過程的重要組成部分，如阿爾茨海默病、帕金森病等。神經(jīng)退行性病變關(guān)聯(lián)神經(jīng)元凋亡神經(jīng)退行性疾病中，神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞的異常增生與神經(jīng)元凋亡密切相關(guān)，膠質(zhì)細(xì)胞的增生可能加重神經(jīng)元的損傷。神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞增生神經(jīng)退行性疾病中，凋亡相關(guān)蛋白的異常表達(dá)可能導(dǎo)致神經(jīng)元凋亡的異常增加，如Bcl-2家族蛋白的異常表達(dá)。凋亡相關(guān)蛋白異常表達(dá)免疫系統(tǒng)清除異常細(xì)胞免疫細(xì)胞識別與清除免疫系統(tǒng)能夠識別并清除體內(nèi)異常或受損的細(xì)胞，包括凋亡細(xì)胞，從而