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标题:[讨论帖]细胞凋亡概念、研究简史及调控通路

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[讨论帖]细胞凋亡概念、研究简史及调控通路




最近对细胞凋亡比较感兴趣,做了相关的一些实验,但仅仅是入门阶段。搜索了园子里关于凋亡比较好的帖子,进行了整理和归类,放在这里的是关于细胞凋亡的一些基础知识,参考学习,发现更好的精华请大家随时补充!希望有机会和战友共同交流、学习、探讨,欢迎跟贴!
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细胞凋亡的概念及研究简史
cuturl('http://www.dxy.cn/bbs/post/view?bid=161&id=533752&sty=3&keywords=%CF%B8%B0%FB%B5%F2%CD%F6')

细胞凋亡,亦称细胞程序性死亡,是细胞在一系列内源性基因的调控下发生的自然或生理性死亡的过程。
1)早在50年代初,发育生物学家Glucksman就发现脊椎动物胚胎在发育过程中某些细胞可发生死亡。
2)60年代Lockshin和Williams发现飞蛾在羽化过程中幼虫部分肌肉细胞可出现死亡,并首次将上述死亡称作程序性细胞死亡(Programmed Cell Death; PCD),即在某些生理信号刺激下,细胞启动内部死亡程序而引起的一种主动死亡方式。
3)70 年代病理学家Kerr等应用光镜和电镜观察这种生理性细胞死亡的形态学特征时,发现上述死亡的细胞与病理性细胞坏死不同,他们称此为凋亡 (Apoptosis)。Apoptosis一词来源于希腊文,由Apo(离开)和ptosis(脱落)组合而成。最初的含意是指树叶凋零并从树枝上脱落 的现象。而Kerr等首次将Apoptosis一词用于描述不同组织来源的细胞在死亡过程中伴随的一种形态学变化。
4)80年代中期至今,随着相关学科的渗透与推动,为探索PCD的发生提供了技术基础及研究的生长点。人们开始研究PCD的启动和机制,并发现了一些与PCD相关的基因及信号传递物质。目前,PCD已成为细胞生物学、免疫学、肿瘤学等学科的研究热点之一。

细胞凋亡的特征
一、细胞凋亡的形态变化
细胞皱缩,体积减小。
细胞质膜皱折(ruffling)或起泡(blebbing),-------------起泡作用(zeiosis)
细胞核的变化是判别细胞凋亡最具特征性的形态学指标之一。
细胞核染色质凝缩, 聚集于核膜下------------染色质边集(margination)
细胞质凝缩,细胞器分布相对拥挤,但大多数细胞器(如线粒体,溶酶体,核糖体)的形态和结构基本保持正常。有时可见内质网扩张,并与质膜融合,在质膜形成许多小腔隙。
凋亡晚期----------------凋亡小体形成。有完整的质膜包裹,其中含有形态结构基本正常的细胞器(如线粒体,核糖体等)和固缩的核碎片。

各种细胞凋亡的形态学变化可能有所不同,但均具有一个共同的特征,即在凋亡过程中,细胞膜始终保持完整,无细胞内容物的泄漏,因而不引起任何炎症反应。这是细胞凋亡区别于坏死的最主要特征。
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二、细胞凋亡的生化改变
1.染色质片段化和内源性核酸酶
细胞核的变化是凋亡的主要特征,其与核酸内切酶所致的DNA断裂密切相关。细胞凋亡典型的生化标志(hall mark)是核小体间连接区的双链DNA随机断裂(在一个细胞中可达百万处以上),由于其所产生的DNA片段的大小均为寡核小体DNA长度(180- 200bp)的整倍数,因而在琼脂糖凝胶电脉中呈现规则的“梯子”形(DNA ladder)。 “DNA ladder”的出现可作为判别细胞凋亡的特异性指标,但若未检出“DNA ladder”,亦不能排除凋亡的可能。
细胞凋亡时DNA的断裂可能用两种机制解释:
(1)是由于核内出现新的核酸酶活性(合成或激活);
(2)是因为染色体中蛋白质的重新排列,使DNA暴露于已有的核酸酶。
值得注意的是,细胞坏死的晚期也可出现DNA降解。其可能是由于蛋白酶破坏了染色体中的组蛋白,使全长DNA暴露于核酸内切酶,导致DNA断裂成大小不均的片段。故在凝胶电泳中呈现“涂片”(smear)状。
2.蛋白酶在细胞凋亡中的作用
3.胞浆Ca2+与细胞凋亡
4.线粒体与细胞凋亡
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细胞凋亡与坏死及细胞程序性死亡的区别
cuturl('http://www.dxy.cn/bbs/post/view?bid=66&id=1302747&sty=3&keywords=%CF%B8%B0%FB%B5%F2%CD%F6')

Kerr( 1972)最先提出凋亡的概念,与细胞坏死的区别是:
① 细胞通过出芽的方式形成许多凋亡小体;
② 凋亡小体内有结构完整的细胞器;
③ 不引起炎症;
④ 线粒体无变化,溶酶体活性不增加;
⑤ 内切酶活化,DNA有控降解,凝胶电泳图谱呈梯状;
⑥ 凋亡通常是生理性变化,而细胞坏死是病理性变化。

细胞程序性死亡(programmed cell death,PCD)是一种基因指导的细胞自我消亡方式。PCD和细胞凋亡的区别在以下方面:
① PCD是功能性概念,凋亡是形态学概念。
② PCD的最终结果是细胞凋亡,但细胞凋亡并非都是程序化的。
③ PCD存在于胚胎发育过程中。
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细胞凋亡网站推荐:
1. cuturl('www.Apoptosis-db.org')
凋亡相关蛋白的分子生物学方面知识, 转自细胞信号转导讨论版 Goodluck_XD区长

2. cuturl('www.celldeath.de/mainfram.htm')
apoptosis project-凋亡工程,转自细胞信号转导讨论版 Goodluck_XD区长

3. cuturl('http://www.celldeath.de/encyclo/index.html')
Apoptopedia Glossary-细胞凋亡专业词汇英文祥解,转自干细胞与组织工程讨论版dhxpydhxpy站友

4. cuturl('http://www.dxy.cn/bbs/thread/1780293')
凋亡形态学图片, 细胞技术讨论版【图片仓库】老版主drake015

5. cuturl('http://www.caspases.org/')
Apoptosis Research,推荐理由:新、全、深, by zgxsea

细胞凋亡入门PPT(园子里很多,仅推荐以下几个个人认为比较好的):
1. 细胞凋亡PPT(来自细胞技术讨论版 [归档库] yoyo781206中级VIP站友,细胞凋亡的概念、形态特点、调控基因、调控通路、检测方法等方方面面的介绍)
原贴:cuturl('http://www.dxy.cn/bbs/actions/archive/post/490207_1.html')

2. 一位留美博士给研究生班上课的关于细胞凋亡的课件(来自细胞信号转导讨论版资源共享20070611 )主要内容为:一、概述 二、细胞凋亡的信号通路 三、重要的凋亡控制基因四、细胞凋亡的检测。 很精美。
原贴:
cuturl('http://www.dxy.cn/bbs/thread/9274306')

3. 很多地方见到的王晓东院士的细胞凋亡讲义(全英文),word版较小,见附件。

小新闻:细胞凋亡的突破性研究,王晓东入围"2006影响世界华人盛典”提名。(来自肿瘤医学讨论版 » 前沿|进展 )原贴:
cuturl('http://www.dxy.cn/bbs/post/view?bid=87&id=8612532&sty=3&keywords=%CF%B8%B0%FB%B5%F2%CD%F6')
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细胞凋亡调控通路概览


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细胞凋亡的死亡受体通路


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细胞凋亡的线粒体通路


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Pathway Diagrams: Apoptosis Inhibition
发布日期:2000-12-22

Pathway Description
Survival requires the active inhibition of apoptosis, which is accomplished either by inhibiting caspases or by preventing their activation. The PI3K pathway, activated by many survival factors, leads to the activation of AKT, an important player in survival signaling. Activated AKT inhibits the pro-apoptotic Bcl-2 family member BAD, directly inhibits caspase 9, and inhibits additional apoptotic pathways linked to FKHR and GSK3. Many growth factors and cytokines induce anti-apoptotic Bcl-2 family members. The Jaks and Src hosphorylate and activate Stat 3, inducing the expression of Bcl-XL and Bcl-2. ERK1/2 and PKC activate p90RSK, which activates CREB and induces the expression of Bcl-XL and cl-2. These Bcl-2 family members protect the integrity of mitochondria, preventing cytochrome C release and the subsequent activation of caspase 9. TNF not only induces apoptosis by activating caspase 8 and 10, but can also inhibit apoptosis signaling via NF-kB, which induces the expression of IAP, an inhibitor of caspases 3, 7 and 9. et al., 1999; Datta et al., 1999); (Bonni et al., 1999; Datta et al., 1999).
References
Bonni, A. et al. (1999). Cell survival promoted by the Ras-MAPK signaling pathway by transcription-dependent and -independent mechanisms. Science 286, 1358–1362.
Datta, S.R. et al. (1999). Cellular survival: a play in three Akts. Genes Dev.13, 2905–2927.


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【信号转导图片汇总】信号转导讨论版建版至2005年1月信号转导图片整理 [精华]
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