大运高速●第一节细胞死亡
●一.细胞死亡
●（一）细胞死亡参与个体发育过程
●多细胞生物的组织中时刻发生细胞死亡，以维持组织的动态平衡
隔墙
(homeostasis)。在发育过程中，常常伴随特定类型细胞的死亡，且这一过程
受到精准调控。
●（二）基本概念
●细胞死亡往往受细胞内由遗传机制決定的“死亡程序”控制，伴随特定基因的
表达，是"主动”而非“被动”的方式，所以常被称为程序性细胞死亡
(programmed cell death, PCD)。
●二.分类
●（一）细胞调亡(apoptosis)
●细胞死亡过程中形成小的细胞质团块，质膜及溶酶体保持完整，细胞内 含物不会释放到膜外，死亡细胞从组织中脱落并被吞噬，不发生炎症反
应。
●2.细胞凋亡的主要过程
读报节目●（1）根据形态学观察，可将细胞凋亡分为以下三个阶段：
●①凋亡的起始
●Ⅰ.细跑表面的特化结构如微绒毛消失，细胞间接触的消失，但细胞
膜依然完整；
●Ⅱ.线粒体大体完墪，但核糖体逐渐与内质网脱离，内质网囊腔膨
胀，并逐渐与质膜融合；
●Ⅲ.核内染质固缩凝集，形成新月形帽状结构等形态，沿着核膜
分布。
●②凋亡小体的形成
●核染质断裂为大小不等的片段，与某些细胞器如线粒体等聚集
在一起，被反折的细胞质膜包裹。细胞表面产生许多泡状或芽状
突起，随后逐渐脱离细胞，形成单个的调亡小体。
●③凋亡小体被吞噬
●凋亡小体逐渐被邻近细胞或巨噬细胞吞噬，在溶酶体内被消化分
解。
●调亡细胞表面具有引发吞噬作用的信号分子，如磷脂酰丝氨酸
（phosphatidylserine)。
它一般存在于正常细胞膜脂双层的内叶，细胞发生凋亡时外翻
定位到脂双层外叶，向吞噬细胞发出“吃掉我”的信号。
●（2）在分子水平上，细胞凋亡过程分为以下四个阶段：
●①接受凋亡信号
●②凋亡相关分子的活化
●③凋亡的执行
●④凋亡细胞的清除
●3.细胞凋亡的检测方法
●（1）形态学观察
●用台盼蓝（死细胞）、DAPI（细胞核）或Giemsa（细胞质）染，
然后在光学显微镜下观察，或直接在电镜下观察。
●（2）DNA电泳
花棒
●凋亡细胞DNA发生特征性的核小体间的断裂，产生200bp整倍数长
度的不同片段，因此提取的DNA在进行电泳时呈现特征性的梯状条
带。。
DNA电泳形成的梯状条带是细胞凋亡的典型特征，这是检测细胞凋
亡的最可靠的一种方法。
●（3）TUNEL测定法（DNA断裂的原位末端标记法）
应力应变曲线●用荧光标记的dUTP接至核DNA断裂后产生的3'-OH末端，并在荧
光显微镜下观察。
●（4）彗星电泳法
●单细胞凝胶电泳后，染的细胞核呈现一种替星式图案。
●（5）流式细胞（FCA)分析
●根据凋亡细胞DNA断裂和丢失，采用碘化丙啶使DNA产生激发荧光，
用流式细胞仪检出凋亡的亚二倍体细胞，同时又能观察细胞的周期状
态。
●细胞凋亡早期，磷脂酰丝氨酸从胞膜内侧翻转至外侧。钙依赖性的磷
脂结合蛋白Annexin V能特异识别磷脂酰丝氨酸，用于检测早期凋亡 细胞。
●（6）其他的生理生化方法
●①Caspases的激活
●②Cyt c的释放
●③线粒体膜电位的变化
●4.细胞凋亡的分子机制
●（1）Caspase(cysteine aspartic acic specific protease)
●①概述
●caspase是一组天冬氨酸特异性的半胱氨酸蛋白水解酶，存在于细
胞质中。它们的活性位点均包含半胱氨酸残基，能够特异地切割
靶蛋白天冬氨酸残基后的肽键，切割的结果是使靶蛋白活化或失
活，而非完全降解。
●②Caspase的底物
●Ⅰ.DNA内切酶(caspase activated DNase,CAD)
●CAD一般与其抑制因子ICAD(inhibitor of CAD)结合在一起，
处于失活状态。细胞启动调亡程序后，活化的caspase-3降解
ICAD，使有活性的CAD释放出来，在核小体间切割DNA，形成
间隔200bp的DNA片段。
●Ⅱ.聚腺苷酸二磷酸核糖转移酶[poly(ADP-ribose)polymerase,PARP]
●PARP能够识别结构损伤的DNA片段，使组蛋白发生ADP-核糖
基化后从损伤的DNA上脱离下来，有助于修复蛋白与DNA结
合进行损伤修复，因此被认为是DNA损伤的感受器。
●PARP被caspase切割后失活，使细胞对DNA的降解不再敏感。
●Ⅲ.细胞骨架蛋白：使细胞的骨架体系发生结构变化，便于细胞改
变形态以及形成凋亡小体等。
软地基●i.核纤层蛋白
●切割核纤层蛋白使核纤层解聚，导致核膜收缩；
●ii.核孔蛋白、细胞质骨架蛋白
●切割核孔蛋白以及细胞质骨架蛋白，使细胞核与细胞质的
信号传递中断。
●Ⅳ.黏着斑激酶（focal adhesion kinase,FAK)：参与黏着斑形成和调节，
是整联蛋白介导的信号转导中的重要成员
●失去细胞-细胞间、细胞-胞外基质间的联系。
●③其基本类型简介
●Ⅰ.炎症caspase
●i.主要成员
●caspase-1、4、5、11、12
●ii.主要作用
●负责产生有活性的白介素1(interleukin-1,IL1)。
●Ⅱ.凋亡caspase
●i.主要成员
●caspase-2、3、6、7、8、9、10。
●ii.主要作用
●负责介导细胞凋亡。
●iii.分类
●起始caspase：起始酶(caspase-2等）负责对效应酶的前体进
行切割，产生有活性的效应caspase。
●效应caspase：效应酶（caspase-3等）负责切割细胞核内、
细胞质中的结构蛋白和调节蛋白，使其失活或活化，保证
调亡程序的正常进行。
●（2）Caspase的活化
凋亡信号→起始Caspase的激活→效应Caspase的激活→Caspase级联效应→切割结构和调节蛋白，执行细胞凋亡
●①同源活化(homo-activation)：起始caspase的活化属于同源活化，即
同一种酶原分子通过相同的蛋白结构域彼此结合或与接头蛋白结合形成复合物，在复合物中构象改变而活化，进而彼此切割产生有活性的异二聚体。
●起始caspase-8和caspase-10含有串联重复的死亡效应结构域(death
effector domain, DED)；与含DED的接头分子结合启动细胞调亡的
外源途径；
●起始caspase-2 和 caspase-9则含有caspase募集结构域（caspase
recruitment domain,CARD)；与含CARD的接头分子结合启动细胞
调亡的内源途径。
●②异源活化（hetero-activation)：效应caspase的活化属于异源活化，
已活化的起始 caspase 招募效应 caspase 酶原分子后，对其进行切割，产生活性的效应caspase。
●效应Caspase 3、6、7的活化。
●③caspase的级联活化效应：起始caspase和效应caspase组成细胞内调
亡信号的级联分子网络，凋亡程序一旦启动，级联网络“顶端”的起始
caspase首先活化，切割下游caspase酶原，使得凋亡信号在短时间内
迅速放大并传递到整个细胞，产生凋亡效应。这一过程是不可逆转的。
●（3）细胞凋亡信号通路
●①Caspase依赖性细胞凋亡途径一一外源途径
由死亡受体(death receptor)引发的外源调亡途径
