演講人：日期:細胞凋亡過程解析CATALOGUE目錄01細胞凋亡基礎概念02凋亡觸發(fā)機制03核心信號通路解析04凋亡執(zhí)行階段05調(diào)控與異常關聯(lián)06研究方法與技術01細胞凋亡基礎概念成立時間與地點2001年09月29日成立時間廣東省梅州市梅縣區(qū)雁洋鎮(zhèn)文社村注冊地法定代表人及注冊資本01法定代表人廖平元02注冊資本信息未提供經(jīng)營范圍研究、制造、銷售鋰離子電池用高性能電解銅箔主營業(yè)務高性能電解銅箔的研發(fā)、生產(chǎn)和銷售經(jīng)營范圍與主營業(yè)務股份有限公司公司類型國家知識產(chǎn)權優(yōu)勢企業(yè)、廣東省戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)骨干企業(yè)、廣東省創(chuàng)新型企業(yè)和廣東省清潔生產(chǎn)企業(yè)公司地位公司類型與地位02凋亡觸發(fā)機制內(nèi)部信號通路（線粒體途徑）線粒體膜通透性改變線粒體內(nèi)膜通透性增加，導致細胞色素C釋放，激活下游凋亡信號通路。Bcl-2家族蛋白調(diào)控Bcl-2家族蛋白是線粒體途徑的關鍵調(diào)控因子，包括促凋亡蛋白Bax、Bak和抗凋亡蛋白Bcl-2、Bcl-XL等，通過相互作用調(diào)節(jié)線粒體膜通透性。Caspase酶激活線粒體釋放的細胞色素C與Apaf-1結合，形成凋亡復合體，激活Caspase-9，進而激活下游Caspase酶，導致細胞凋亡。外部信號通路（死亡受體途徑）死亡受體與配體結合細胞表面表達的死亡受體（如Fas、TNFR等）與相應配體（如FasL、TNF等）結合，形成死亡受體復合物。調(diào)控因子作用在外部信號通路中，存在多種調(diào)控因子（如FLIP、TRADD等），可以影響死亡受體復合物的形成和凋亡信號的傳導。凋亡信號傳導死亡受體復合物通過FADD等接頭蛋白招募并激活Caspase-8，進而激活下游Caspase酶，導致細胞凋亡。調(diào)控因子（Bcl-2家族、Caspase酶）是細胞凋亡的關鍵調(diào)控因子，包括促凋亡蛋白和抗凋亡蛋白，通過調(diào)控線粒體膜通透性、Caspase酶激活等過程參與細胞凋亡的調(diào)控。Bcl-2家族蛋白是細胞凋亡的執(zhí)行者，通過水解底物蛋白導致細胞解體，包括Caspase-3、Caspase-8、Caspase-9等多種類型，各自在不同凋亡途徑中發(fā)揮關鍵作用。Caspase酶03核心信號通路解析Caspase級聯(lián)激活機制凋亡信號傳遞凋亡信號通過細胞膜上的受體或線粒體途徑傳遞至細胞內(nèi)。Caspase激活Caspase是一種半胱氨酸蛋白酶，在凋亡過程中被激活，并水解多種細胞蛋白，導致細胞解體。凋亡蛋白水解Caspase水解凋亡蛋白，使細胞骨架解體，核膜破裂，DNA斷裂。線粒體膜通透性改變膜通透性增加線粒體膜通透性增加，使得線粒體中的凋亡因子如細胞色素c等釋放到細胞質(zhì)中。01細胞色素c釋放細胞色素c是電子傳遞鏈的重要組成部分，其釋放會破壞呼吸鏈，導致ATP生成減少。02能量耗竭細胞色素c釋放后，ATP生成減少，細胞能量耗竭，加速細胞凋亡。03細胞質(zhì)凝聚凋亡細胞內(nèi)的細胞質(zhì)逐漸凝聚，形成凋亡小體。凋亡小體形成凋亡小體是由細胞膜包裹的細胞碎片，包含細胞器、DNA和細胞骨架等成分。凋亡小體清除凋亡小體被周圍的吞噬細胞識別并吞噬，從而完成細胞凋亡的清除過程。炎癥反應凋亡小體在清除過程中會引起局部炎癥反應，以清除死亡細胞和病原體。凋亡小體形成過程04凋亡執(zhí)行階段細胞核固縮與DNA片段化染色質(zhì)邊集核膜破裂后，染色質(zhì)逐漸聚集形成明顯的核仁結構。03核DNA在核酸內(nèi)切酶的作用下，被切割成180~200bp或其整數(shù)倍的核小體DNA片段。02DNA斷裂染色質(zhì)濃縮細胞核內(nèi)染色質(zhì)逐漸濃縮并聚集于核膜周圍，形成致密的顆粒狀結構。01細胞膜磷脂酰絲氨酸外翻膜通透性增加細胞膜磷脂酰絲氨酸外翻后，細胞膜的通透性增加，有助于吞噬細胞進入細胞內(nèi)。吞噬信號暴露外翻的磷脂酰絲氨酸作為吞噬信號，被巨噬細胞等吞噬細胞識別并吞噬。磷脂翻轉細胞膜內(nèi)側的磷脂酰絲氨酸在外翻酶的作用下翻轉到細胞膜外側。殘余結構吞噬清除機制凋亡小體形成凋亡細胞通過細胞膜包裹核碎片、細胞器及胞質(zhì)成分等形成凋亡小體。01吞噬細胞識別與吞噬凋亡小體表面表達的磷脂酰絲氨酸等信號分子被吞噬細胞識別并吞噬。02溶酶體酶作用吞噬細胞內(nèi)的溶酶體酶將吞噬的凋亡小體消化分解，最終將殘余物質(zhì)排出細胞外。0305調(diào)控與異常關聯(lián)Bcl-2家族成員通過抑制或促進細胞凋亡來調(diào)節(jié)細胞死亡，其中Bcl-2、Bcl-XL等抗凋亡蛋白與Bax、Bak等促凋亡蛋白之間的平衡決定了細胞的命運。促凋亡因子與抗凋亡因子平衡Bcl-2家族蛋白調(diào)控IAP（InhibitorofApoptosisProteins）家族成員通過直接抑制caspase的活性來阻止細胞凋亡，而caspase是細胞凋亡過程中的關鍵酶，其激活受到IAP的嚴格調(diào)控。IAP家族蛋白與caspase的相互作用線粒體途徑和死亡受體途徑是細胞凋亡的兩條主要信號通路，它們之間通過多種機制相互交聯(lián)，共同調(diào)控細胞凋亡的平衡。線粒體途徑與死亡受體途徑的交聯(lián)p53基因調(diào)控作用p53基因激活凋亡相關基因轉錄p53與自噬的相互作用p53蛋白的泛素化降解p53是一種重要的腫瘤抑制基因，當細胞受到DNA損傷等刺激時，p53會激活一系列凋亡相關基因的轉錄，如Bax、Puma等，從而誘導細胞凋亡。MDM2是p53的負調(diào)控因子，能與p53結合并促進其泛素化降解，從而抑制p53的凋亡促進功能。當MDM2受到抑制或p53發(fā)生突變時，p53的降解減少，其凋亡促進功能得以發(fā)揮。p53不僅能直接誘導細胞凋亡，還能通過調(diào)控自噬來間接影響細胞死亡。在某些情況下，p53的激活會促進自噬的發(fā)生，從而抑制細胞凋亡；而在另一些情況下，p53則通過抑制自噬來促進細胞凋亡。在癌癥發(fā)生過程中，腫瘤細胞往往能夠通過逃避凋亡而持續(xù)增殖。這可能是由于凋亡相關基因的突變、凋亡信號通路的抑制或凋亡調(diào)控蛋白的異常表達等原因?qū)е碌?。凋亡逃逸是腫瘤細胞獲得永生化能力的重要機制之一。凋亡失調(diào)相關疾病（癌癥/神經(jīng)退行性疾?。┌┌Y中的凋亡逃逸神經(jīng)退行性疾病如阿爾茨海默病、帕金森病等，其發(fā)病機制與神經(jīng)元細胞過度凋亡密切相關。在這些疾病中，凋亡信號通路被異常激活，導致神經(jīng)元細胞大量死亡，從而引起神經(jīng)系統(tǒng)的功能障礙和退化。神經(jīng)退行性疾病中的凋亡過度由于凋亡在維持細胞穩(wěn)態(tài)和疾病發(fā)生中起著重要作用，因此調(diào)節(jié)凋亡已成為治療多種疾病的有效手段。例如，通過激活凋亡信號通路來誘導腫瘤細胞凋亡已成為癌癥治療的重要策略之一；同時，抑制神經(jīng)元細胞的過度凋亡也是治療神經(jīng)退行性疾病的重要手段。凋亡在疾病治療中的應用06研究方法與技術TUNEL檢測DNA斷裂原理TUNEL（TerminaldeoxynucleotidyltransferasedUTPnickendlabeling）技術通過標記DNA斷裂的3'-羥基末端來檢測細胞凋亡。實驗步驟制備細胞樣品、固定、通透處理、標記反應、洗滌、顯色及結果觀察。優(yōu)點敏感性高，可檢測早期凋亡細胞；定位準確，可直接觀察凋亡細胞形態(tài)。局限性不能單獨用于判斷細胞凋亡，需結合其他指標綜合分析。流式細胞術分析膜變化制備細胞懸液、染色、流式細胞儀檢測及數(shù)據(jù)分析。實驗步驟

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操作技術要求高，對細胞懸液的制備和染色條件要求較高。局限性流式細胞術利用熒光染料與細胞膜或細胞質(zhì)內(nèi)的靶分子結合，通過檢測熒光強度來反映細胞膜的完整性、細胞大小及細胞內(nèi)部物質(zhì)的變化。原理可對大量細胞進行快速、多參數(shù)分析；可用于檢測細胞凋亡、細胞周期及細胞表面標記等。優(yōu)點電鏡觀