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医学细胞生物学第十六章
医学生必备！知识一览，仅供参考，不可代替书本。
编辑于2020-12-17 20:32:08
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第十六章
第一节 细胞衰老
一细胞衰老的概念
细胞衰老cell senescence:随着时间的推移，细胞增殖能力和生理功能逐渐发生衰退的变化过程
衰老的细胞呈现不可逆的生长停滞状态，最终结果细胞死亡细胞衰老是机体衰老和老年病发病的基础
一）细胞衰老与机体的衰老既有区别又有联系
机体衰老是生物体性成熟后，机体形态结构和生理功能逐渐退化或老化的过程，是受发育程序、环境因子等多种因素控制的、不可逆的生物学现象
细胞的衰老与机体衰老是不同概念：机体衰老并不代表所有细胞的衰老；局部细胞的衰老死亡不影响机体寿命个体的衰老建立在总体细胞衰老的基础上
二）机体内各类细胞的寿命不同
根据寿命细胞分为三类：
①寿命接近于动物的整体寿命，如神经元、脂肪细胞、肌细胞等；
神肌脂
②缓慢更新的细胞，寿命比机体短，如肝细胞、胃壁细胞等；
肝胃壁
③快速更新且寿命较短的细胞，如表皮细胞、红细胞、白细胞等
皮红白
三）细胞在体外培养条件下的寿命
体外培养的细胞，其寿命取决于培养细胞的平均代数
1961年，L.Hayflick首次报道体外培养的人成纤维细胞具有增殖分裂的极限，即Hayflick界限
取自胚胎组织的细胞比取自成体组织的细胞，传代次数长些
动物细胞在体外可传代的次数，与物种的寿命有关
二细胞衰老的表现
细胞衰老表现为对环境变化的适应力、维持细胞内环境稳定能力降低
一）细胞衰老伴随着形态学改变
细胞衰老的形态变化：细胞皱缩、膜通透性和脆性增加、核膜内陷、细胞器数量减少、胞内出现脂褐素等异常物质沉积，最终细胞凋亡或坏死
具体变化
细胞组分
形态变化
核
增大、染色深、核内有包含物
染色质
凝聚、固缩、碎裂、溶解
质膜
粘度增加、流动性降低
细胞质
色素积聚、空泡形成
线粒体
数目减少、体积增大、mtDNA突变或丢失
高尔基体
碎裂
尼氏体
消失
包含物
糖原减少、脂肪积聚
核膜
内陷
二）细胞衰老过程中有生物大分子的代谢的改变
衰老细胞出现脂类、蛋白质、DNA等成分的损伤，细胞代谢能力下降：
①DNA:复制与转录受到抑制，个别基因会异常激活，端粒DNA丢失，线粒体DNA特异性缺失，DNA氧化、断裂、缺失和交联，甲基化程度低
②RNA:mRNA和tRNA含量降低
③蛋白质：含量下降，细胞内蛋白质发生糖基化、氨甲酰化、脱氨基等修饰翻译，导致蛋白质稳定性、抗原性、可降解性下降，自由基使蛋白质肽键断裂，交联而变性，氨基酸由左旋变为右旋
④酶分子：活性中心被氧化，金属离子Ca2+、 Zn2+、Mg2+、Fe2+等丢失，酶分子的二级结构、溶解度、等电点发生变化，酶失活，但β-半乳糖苷酶活性增强
⑤脂类：不饱和脂肪酸被氧化，引起膜脂之间或与脂蛋白之间交联，膜的流动性降低
三细胞衰老的学说与机制
一）有许多学说诠释细胞衰老过程
1遗传决定学说认为衰老是遗传上程序化过程
观点：衰老是遗传上的程序化过程，其推动力和决定因素是遗传的基因组；控制生长发育和衰老的基因都在特定时期有序地开启和关闭
早老衰综合症Hutchinson-Gilford syndrome婴幼儿期开始衰老，活不过十几岁，是核纤层蛋白A基因突变致，是常染色体隐性遗传疾病
成人早衰症Werner's Syndrome 39岁时出现衰老，47岁左右死亡，该病与DNA解旋有关，DNA损伤不能正常修复
已发现多个与衰老有关基因，包括衰老基因和抗衰老基因两大类
衰老基因：在细胞衰老时，其表达水平显著高于年轻细胞，可使永生化细胞逆转而衰老，其丢失可使细胞永生化。如MORF4、p16基因
抗衰老基因又称长寿基因：延长因子-1a(蛋白质翻译中起作用）、酵母中sgs1基因编码产物是DNA解旋酶，人8号染色体上的WRN基因与之同源、Klotho基因（突变或缺失导致早老衰）、SIRT1基因(参与清除体内胆固醇）
2自由基学说认为活性氧集团导致细胞损伤和衰老
自由基是指在原子核外层轨道上具有不成对电子的分子或原子基团
B→A+B(两个原子各提供一个电子的共价键，断裂两原子分开形成未成对电子）A和B就称自由基
人体内自由基两方面来源：
①环境中的高温、辐射、光解、化学物质等引起的外源性自由基；
②体内各种代谢反应产生的内源性自由基(内源性自由基是人体自由基主要来源）
内源性自由基产生的主要途径：
①线粒体呼吸链电子泄漏产生；
②经过过氧化物酶体的多功能氧化酶（MFO)催化底物羟化产生；
③血红蛋白、肌红蛋白中通过非酶促反应产生自由基
自由基高度活化，容易与生物大分子反应，破坏膜内酶活性、膜蛋白变性、膜脆性增加、膜结构改变、膜运输功能紊乱及丧失；氧化蛋白质的疏基造成蛋白质交联、变性、酶失活；使DNA断裂、交联、碱基羟基化、碱基切除等DNA损伤
老年斑就是自由基破坏细胞的证据，有学者认为衰老99%是因为自由基
3端粒钟学说认为专利随细胞分裂不断缩短为衰老的主要原因
成人干细胞中端粒长度随年龄增长而下降，干细胞体外培养也随分裂次数的增加端粒长度下降
端粒钟学说telomere clock:随细胞不断分裂，染色体未端的端粒会逐渐缩短，当缩短到一定程度时，细胞增殖停滞，发生细胞衰老
端粒酶转染的成人干细胞，端粒长度增加，细胞衰老标志β-半乳糖苷酶活性明显下降，细胞寿命增长至少20代端粒缩短诱发的细胞衰老--复制性衰老
复制性衰老
随着细胞不断分裂而端粒缩短，从而诱发的细胞衰老，即与端粒和端粒酶直接相关的衰老
也有报道仓鼠或小鼠终生保持较长端粒，寿命没有因此变长
根据端粒和端粒酶在衰老方面的研究成果，细胞衰老分两大类：
①与端粒、端粒酶直接相关的复制性衰老；
②氧化应激诱导的非端粒依赖性衰老--早熟性衰老
端粒DNA是串联重复序列组成，人的端粒重复序列：TTAGGG/CCCTAA;DNA复制时端粒不能被DNA聚合酶完全复制而缩短端粒酶由RNA和蛋白质组成，其表达常见于生殖细胞和肿瘤细胞
4细胞代谢废物积累可引起细胞衰老
代谢废物累积学说waste product accumulation:由于细胞功能下降，细胞一方面不能将代谢废物及时排出胞外，另一方面又不能将其降解与消化，最终代谢废物越积越多，在细胞中占据空间越来越大，影响细胞代谢废物的运输，阻碍了细胞正常生理功能
引起细胞衰老脂褐质：长寿命的蛋白质和DNA、脂类共价缩合形成的巨交联物，次级溶酶体是形成脂褐质的场所
脂褐质结构致密，不能被彻底水解，不能排出胞外，在胞质中沉积，阻碍细胞内物质交流和信号传递，导致细胞衰老
脑组织中β-淀粉样蛋白沉积，是老年痴呆的鉴定指标
5经转录和翻译差错导致细胞衰老
细胞衰老的基因转录或翻译差错学说：随年龄增长，细胞内DNA复制效率下降，核酸、蛋白质、酶等大分子合成差错增多，积累的差错引起细胞功能降低，导致细胞衰老、死亡
6其他学说
神经免疫网络论、钙调蛋白学说、微量元素学说等
二）复制性细胞衰老和氧化应激诱导的非端粒依赖性细胞衰老的调控
S检查点的细胞将退出细胞周期，走向衰老
两条调控细胞衰老的途径：
①复制性衰老的调控：依赖于p53→p21、 pRb→E2F信号通路的调控；
②氧化应激诱导的非端粒依赖性细胞衰老，受ERK→p38MAPK→p16→pRb信号通路的调控
细胞衰老的原因和机制都是非常复杂的，现在是研究热点
四细胞衰老与疾病
除早老衰综合征和成人早衰症外，神经退行性疾病、动脉粥样硬化、糖尿病、肿瘤等均属于细胞衰老性疾病
组织干细胞衰老是机体衰老的重要原因之一，衰老机制的阐明，对延缓衰老，防治老年性疾病有重要意义
第三节 细胞自噬
细胞自噬autophagy最早在1962年电镜观察肝细胞发现，是生物进化过程中被优先保留下来的一种维持细胞稳态的生理机制；其功能异常与许多疾病密切相关
一细胞自噬的定义和分类
一）细胞自噬的定义
细胞自噬--细胞的自我消化，是胞浆内大分子物质和细胞器在膜包囊泡中大量降解的生物学过程
自噬过程中，部分或整个细胞质、细胞器被包裹进双层膜的囊泡，形成自噬泡autophagic vacuole
自噬泡形成后很快变成单层膜，与溶酶体融合成自噬溶酶体，被多种酸性水解酶分解，进入三羧酸循环，被细胞再利用
自噬有利于细胞结构的再循环，与生物体的发育、分化相关，被认为是细胞的自救行为
细胞自噬的发生受多种基因调控，并只发生在细胞进入周期后，静止期细胞对自噬诱导因素不敏感
二）细胞自噬可区分为几种类型
①微自噬：由溶酶体的膜直接包裹，如长寿命蛋白
②巨自噬：最普遍的，由非溶酶体的膜包裹形成自噬泡，后与溶酶体融合、消化；
③分子伴侣介导的自噬：由胞浆中分子伴侣Hsc73识别底物蛋白的特异氨基酸序列，形成Hsc73-底物复合体，结合溶酶体膜上受体，进入溶酶体内腔被降解，整个过程没有囊泡参与，对底物选择性清除
二细胞自噬的发生过程与调控
一）细胞自噬的发生过程
细胞自噬过程主要有4个阶段：底物诱导自噬前体形成→自噬体形成→自噬体与溶酶体融合→自噬体内容物被降解
衰老的细胞器，形成自噬体；再融合溶酶体，形成自噬溶酶体
自噬体双层膜的起源尚不清楚，来自粗面内质网、晚期高尔基体、还是重新合成？
多种基因产物参与到细胞自噬过程，如几十种自噬相关基因ATG
二）细胞自噬的调控
细胞自噬在不同条件下，以不同形式，形成不同程度的“动态平衡”这种平衡受到严格调控，保持相对稳定
Class III PI3K(III型磷脂酰三磷酸激酶）,PTEN正向调控自噬； mTOR负向调控自噬；P53在多种生理和病理状态下参与自噬的正、负向调控（自噬应与肿瘤发生发展关系密切）
三细胞自噬的医学意义
自噬帮助细胞抵抗衰老、饥饿等外界压力，但过度自噬将导致细胞发生程序性死亡，被称为II型凋亡
研究表明自噬作用在生物生长发育、细胞分化、对环境应激应答极为关键，对防止某些疾病如肿瘤、肌病、神经退行性肌病、抵御病原微生物的感染、延缓衰老、延长寿命等方面作用重大
对自噬调控机制的深入研究，将在临床上帮助人类缓解和治疗多种疾病
第二节 细胞死亡
一细胞死亡的方式
1细胞凋亡
细胞凋亡apoptosis:在特定信号诱导下，细胞内的死亡级联反应被触发所致的生理或病理性、主动性的死亡过程
凋亡时，质膜完整，胞膜内陷包裹内涵物为囊状小体--凋亡小体过度的细胞自噬，导致的细胞死亡，类似凋亡，称Ⅱ型凋亡
2细胞坏死
细胞坏死necrosis:在外来致病因子（物理的、化学的、生物的）作用下，细胞生命活动被强行终止所致的病理性、被动性的死亡过程
坏死时，生物膜破裂，胞质外溢，细胞解体并引起周围组织炎症
3细胞焦亡
细胞焦亡pyroptosis:亦称细胞炎性坏死，表现为细胞不断胀大直至破裂，导致细胞内容物释放而激活强烈的炎症反应，是一种程序性细胞坏死
焦亡是机体重要的抗击感染的天然免疫反应，焦亡比凋亡发生更快释放大量促炎症因子
二细胞凋亡的概念与特征
一）细胞凋亡是死亡信号诱发的受调节的细胞死亡过程
细胞凋亡apoptosis:细胞在一定的生理或病理条件下，遵循自身的程序，自己结束其生命的过程
凋亡是自然的生理学过程，亦称程序性细胞死亡programmed cel death,PCD
细胞凋亡现象普遍存在于多细胞高等生物，是其正常个体发育、维持成体组织结构不可缺少的部分，贯穿于生物全部生命活动中如人体每天5×1011个血细胞通过细胞凋亡被清除
细胞凋亡过程被破坏，将引起一系列疾病：癌症、感染性疾病、自身神经细胞死亡细胞免疫性疾病等
二）细胞调亡呈现出特征性形态学变化
主要包括：细胞皱缩、染色质凝集、凋亡小体形成、细胞骨架解体
1细胞核的变化
核DNA断裂成核小体片段，并向核膜下异染色质区聚集，浓缩成染色质块，使细胞核呈新月形、花瓣状等形态，核膜断裂
2细胞质的变化
胞质发生明显浓缩，线粒体膨大、出现空泡，内质网膨大、包裹细胞内容物，细胞骨架变得致密紊乱。——（胞质、线粒体、内质网、细胞骨架）
3细胞膜的变化
微绒毛、细胞突起及细胞连接等逐渐消失，细胞膜起泡但依旧完整，细胞膜内侧的磷脂酰丝氨酸从膜内侧翻转到膜外表面（可能与凋亡细胞的清除过程有关）
4凋亡小体的形成
凋亡小体的三种形成方式：
①发芽脱落机制。胞膜包裹胞质、细胞器、核碎片，通过发芽或起泡，形成凋亡小体；
②分隔机制。胞内内质网分隔胞质区，与胞膜一起包裹胞内物，形成凋亡小体；
③自噬体形成机制。胞内线粒体等细胞器及其它胞质成分一同被内质网包裹成自噬体，与胞膜融合排出胞外→凋亡小体
也有细胞凋亡时，仅仅核固缩、胞质浓缩形成致密结构→凋亡小体
核质膜体
三）细胞凋亡时细胞生化改变的复杂性和多样性
1DNA片段化
细胞凋亡时，胞内内源性核酸内切酶活化，将核小体在连接区切断，形成180~200bp片段，电泳时可见DNA梯状条带 DNA ladder--细胞凋亡最典型生化特征之一。细胞坏死时，DNA随意断裂，电泳呈弥散状smear
2细胞凋亡中的蛋白酶
凋亡的起始和进程受多种蛋白酶控制，蛋白酶级联切割可能是凋亡最关键的过程一一凋亡机制的核心部分；胱天蛋白酶家族、端粒酶、分裂素、钙蛋白酶等参与
3胞质钙离子和pH的变化
Ca2+能通过两条途径诱导细胞凋亡：
①胞内Ca2+库释放，胞外Ca2+内流使胞浆内Ca2+持续升高，作为凋亡信号启动凋亡；
②Ca2+的释放打破了胞内结构的稳定，使细胞凋亡系统的关键成分与正常时不能接触的基质发生反应，从而触发凋亡
胞内pH跟Ca2+一样，其浓度对生命活动影响重大，胞浆的碱化和酸化都能影响细胞凋亡
4线粒体在凋亡中的作用
凋亡时，线粒体发生一系列显著变化：
①线粒体呼吸链受损，能量代谢被破坏，细胞死亡；
②线粒体释放细胞色素c(cyt C),而cyt C是凋亡所需的胱天蛋白酶家族激活物；
③线粒体是细胞产生活性氧类物质reactive oxygen species,ROS主要来源，ROS是细胞凋亡的信使分子和效应分子，凋亡时线粒体生成更多ROS;
④线粒体渗透转变孔permeability transition pore,PT pore通透性增高，是凋亡早期的决定性变化。PT孔是线粒体内外膜接触部位协同组成的通道，其开放可导致呼吸链解耗联，cytC可通过开放的 PT孔进入胞质，触发caspase级联反应；PT孔开放抑制剂，能阻断细胞凋亡
能量代谢破坏 & 释放细胞色素c & 产生ROS→信号+效应分子 & 渗透转变孔开放开启级联反应
四）失巢凋亡是又一种形式的细胞程序死亡
失巢凋亡anoikis是又一种形式的细胞程序性死亡，是因细胞与细胞外基质和其它细胞脱离接触而诱发（脱离原生存环境而发生的细胞凋亡）
锚定依赖：上皮或内皮细胞具有黏附依赖性，其存活依赖于细胞间和细胞与基质间的信号传递
失巢凋亡在生长周期短、组织更新快的细胞中表现更加明显
失巢凋亡的意义：防止脱落的细胞种植并生长于其它不适宜的地方
高转移恶性肿瘤细胞具有极强抗失巢凋亡特性
五）凋亡与细胞坏死的比较
细胞凋亡是主动的、由基因决定的细胞自杀；细胞坏死是指细胞受到激烈的物理、化学刺激或严重的病理性刺激后，引起的细胞损伤和死亡；坏死导致炎症反应，凋亡则不
三细胞凋亡的影响因素
1细胞凋亡的诱发因素
①生理性诱导因子：肿瘤坏死因子TNF及Fas配体（FasL)、转化生长因子（TGF-B)、神经递质、Ca2+、糖皮质激素等
②损伤相关因子：热休克、病毒感染、细菌毒素、原癌基因、抑癌基因、细胞毒性T淋巴细胞、氧化剂、自由基、缺血、缺氧等
③疾病治疗相关因子：化疗、放疗、生物治疗、中药治疗
④其它有某些细胞毒性物质：乙醇、氧化碑、B-淀粉样肽
生理性诱导&损伤相关&疾病治疗&细胞毒性
2细胞凋亡的抑制因素
①生理性抑制因子：bcl-2原癌基因、突变型p53、各种生长因子、细胞外基质、CD40配体、一些中性氨基酸、锌、雌雄激素
②病毒基因：腺病毒E1B、杆状病毒、牛痘病毒crmA、EB病毒BHRF1及LMP-1、单纯疮疹病毒等
③其它：线虫的ced-9基因、半胱氨酸蛋白酶抑制剂、钙蛋白酶抑制因子、促癌剂
生理性抑制&病毒&其他
四细胞凋亡的分子机制
一）细胞凋亡受多种基因调控
1调控细胞凋亡的ced基因和caspase基因家族
从线虫中发现调控细胞凋亡的ced基因：关于细胞凋亡的基因调控研究，最早最齐全的资料来自线虫，线虫的成虫有1090个体细胞，发育中有131个体细胞凋亡，有15个基因与细胞凋亡有关，分为四个组：
①ced-3、ced-4、ced-9,重要凋亡调控基因；
②ced-2、ced-5~8、ced-10,与凋亡细胞被吞噬清除有关；
③nmc-7(核酸酶基因1),与解有关；
④ces-7、ces-2、egl-7、与某些神经元和生殖系统体细胞有关
ced-3和ced-4基因：这两个基因是激活线虫细胞凋亡起始和继续所必需，主要表达在线虫胚胎期，一旦失活阻碍凋亡发生；
哺乳类ced-3同源物--胱天蛋白酶家族caspase family,共十余个成员，是参与凋亡的最重要家族，不同成员在凋亡中起的作用不同。
ced-4的哺乳类同源物1997年证明是细胞凋亡蛋白酶活化因子-1(apoptosis protease activating factor-1,Apaf-1)
ced-9基因：作用与ced-4基因相反，抑制胱天蛋白酶活化，抑制细胞凋亡，称为：抗凋亡基因；与哺乳类的bcl-2家族有一定同源性
哺乳动物的Caspase家族蛋白是ced-3基因产物的同源体：一类半胱氨酸蛋白水解酶（cysteine aspartic acid specific protease),简称胱天蛋白酶caspase,共同特点：富含半胱氨酸，被激活后能特异地切割靶蛋白的天冬氨酸残基后的肽键
2既能抑制又能促进细胞凋亡的bcl-2基因家族
bcl-2基因是B细胞淋巴瘤/白血病-2(B-cell lymphoma/leukemia-2)
bcl-2基因不仅存在于B淋巴细胞瘤，也常见于许多正常组织和胚胎组织，其家族成员有的抑制凋亡，如bcl-2基因也被称“存活基因”，其表达防止或延迟由y-辐射、糖皮质激素、热休克和多种化疗药物所诱导的细胞凋亡（能阻止线粒体外膜的通透化，保护细胞免于凋亡）;
bcl-2家族中Bax、Bak等促进凋亡（促进线粒体外膜的通透化，导致细胞凋亡）
3可促进细胞凋亡的基因
白细胞介素-1B转换酶（interleukin-1B converting enzyme,ICE)基因，与线虫ced-3基因高度同源，是半胱氨酸蛋白酶，将前白细胞介素-1B分解成有生理活性的白细胞介素-1B,过度表达可诱导哺乳动物纤维母细胞发生凋亡
4可触发细胞凋亡的Fas和Fasl
Fas是肿瘤坏死因子受体（tumor necrosis factor receptor,TNFR)和神经生长因子受体（nerve growth factor receptor,MGFR)超家族的细胞表面分子；Fas配体（Fas ligand,FasL)是TNF家族的细胞表面分子；多种哺乳动物细胞表面表达Fas,而FasL仅表达于活化的T细胞； FasL与其受体Fas结合，将导致携带Fas的细胞凋亡
Fas/FasL的重要生理作用：①Fas/FasL触发细胞凋亡；②Fas/FasL对免疫系统细胞的死亡起重要作用；③Fas/FasL介导免疫"豁免”，眼睛是免疫豁免区，炎症细胞被Fas/FasL触发凋亡
Fas系统参与清除活化的淋巴细胞核病毒感染细胞，防自身免疫疾病
5参与细胞凋亡的p53基因
1979年发现，1989年确认为抑癌基因；是肿瘤中突变频率最高的抑癌基因，能阻滞细胞周期、诱导凋亡、促进细胞终末分化
化疗药物、放射线、多种细胞因子诱导的肿瘤凋亡，都需要p53基因参与，而糖皮质激素、钙离子载体、衰老等引起的凋亡，不需p53 当p53缺失或异常时，p53失去监视作用，细胞带着损伤的DNA进入S期，因遗传不稳定而产生更多突变和畸变，最后癌变
6c-myc基因既是凋亡的激活因子又是抑制因素
c-myc基因可以产生两种翻译产物：c-Myc1和c-Myc2,两者作用不同，甚至相反；c-myc参与转录，在转录中激活诱导细胞周期进程和分化，也可以阻止细胞分化或凋亡
jun基因、c-fos基因、myb基因等也与凋亡有关
二）细胞凋亡的信号转导通路主要由死亡受体和线粒体介导
细胞凋亡受细胞内外多种信号调控，其信号传导途径有以下特点：
①传导途径的启动可因细胞种类、来源、生长环境、诱因的不同而差异；
启动条件的多样性
②凋亡信号传导系统具有多样性；
传导系统的多样性
③细胞凋亡的信号途径与细胞增殖、分化的途径存在一些共同通路；
共同通路
④凋亡的多条信号途径间存在互通的交叉部分
多途径之间存在交叉
1死亡受体介导的信号转导通路
胞外许多信号分子可以与细胞表面相应的死亡受体death receptor, DR结合，激活细胞凋亡信号通路
哺乳动物的死亡受体属于肿瘤坏死因子受体和神经生长因子受体超家族，主要成员：Fas/Apo-1/CD95、DR-4/TRAIL-R1、DR3/WSL-1/ Apo-3/TRAMP等
配体FasL与死亡受体Fas结合后，Fas胞质区的死亡结构（death domain,DD)结合Fas结合蛋白（FADD),FADD的氨基端死亡效应结构域结合caspase-8前体，形成Fas-FADD-caspase-8前体死亡诱导复合物（death inducing signaling complex,DISC),激活caspase-8,进一步激活caspase-3,6,7等，导致细胞凋亡
2线粒体介导的信号转导通路
在凋亡调控中，线粒体占重要地位，许多凋亡信号（如DNA损伤、氧化剂等）都引起线粒体损伤和膜渗透性改变
许多bcl-2家族蛋白，如bcl-2、bax、bcl-XL等都定位于线粒体膜上， bcl-2通过阻止cytC的释放而抑制凋亡
进入胞浆的cytC与Apaf-1一起结合caspase-9前体，活化后者，再激活caspase-3,引起细胞凋亡
活化的caspase-8,一方面作用手caspase-3前体，另一方面催化BID(bcl-2家族的促凋亡分子）裂解成两个片段，其中C端片段被运送到线粒体，引起cyt C的高效释放
3其他转导通路
内质网和溶酶体在细胞凋亡种起重要作用
内质网与凋亡的联系
①内质网对钙离子浓度调控
胞质外钙离子内流和胞内钙库中钙离子的释放使胞内钙离子升高
钙离子浓度升高
激活钙离子依赖性蛋白激酶
使得线粒体外膜通透性改变促进细胞凋亡
②caspase在内质网激活
胞内钙离子浓度升高等因素可激活位于内质网膜上的caspase-12，活化的caspase-12被转运到胞质中参与caspase-9介导的凋亡过程
五细胞凋亡的检测
一）形态学检测
形态学检测是鉴定细胞凋亡最可靠的方法之一，对组织细胞染色，显微镜观察（光学显微镜、荧光显微镜、电子显微镜）区别坏死与凋亡
二）生化特征检测
凋亡细胞最显著的生化特征是：内源性核酸酶被激活后，酶切核小体连接片段，出现大量180-200bp核小体片段，可用琼脂糖凝胶电泳检测到
三）流式细胞仪检测
此方法有不可比拟的优越性，既可定性又可定量，简单快速敏感性高，其工作原理：凋亡细胞形态改变影响了光散射性，及其分子水平的特征性改变，使得荧光染料能染色DNA。检测凋亡的试剂盒出现
六细胞凋亡与疾病
一）细胞调亡过低导致相关疾病发生
1细胞凋亡与肿瘤
恶性肿瘤发病过程中，常见凋亡抑制基因和凋亡活化基因表达异常，如各种肿瘤细胞常有p53基因的突变或缺失
一般肿瘤细胞高表达FasL,借以凋亡淋巴细胞，又低表达Fas,从而降低凋亡，形成肿瘤细胞有逃逸免疫及凋亡耐受的特性
2细胞凋亡与系统性红斑狼疮
系统性红斑狼疮systemic lupus eythematosus,SLE由于Fas表达缺陷，引起自身反应性T细胞的凋亡功能丧失，外周淋巴器官积累大量 CD4+、CD8+T淋巴细胞，导致自身免疫性疾病
二）细胞凋亡过度导致相关疾病的发生
1细胞凋亡与神经退行性疾病
中枢神经系统不同部位特殊类型神经元的丧失，是各种神经退行性疾病的病理特点，caspase-3不仅在神经退行性疾病中，起凋亡效应器的作用，还直接与致病蛋白分子相互作用，从而诱导神经元凋亡
2细胞凋亡与艾滋病
人类免疫缺陷病毒human immunodeficiency virus,HIV感染的宿主细胞表面，表达gp120,其受体表达于CD4+T淋巴细胞膜上，当 gp120结合CD4+后，可诱导T淋巴细胞凋亡，导致免疫系统崩溃。此外，HIV感染的外周血T淋巴细胞对TRAIL和FasL诱导凋亡非常敏感
3细胞凋亡与心血管疾病
人类血管内皮细胞、平滑肌细胞、心肌细胞的凋亡，是多种心血管疾病的病理学基础，常见血管和心脏病均伴随细胞凋亡；动脉粥样硬化的细胞凋亡主要是血管平滑肌细胞和巨噬细胞；窦房结、房室结、希氏束细胞发生过多凋亡，引起心脏传导障碍
复习题
1名词：
细胞衰老
Hayflick界限
自由基
端粒钟学说
复制性衰老
代谢废物累积学说
细胞衰老的基因转录或翻译差错学说
细胞坏死
细胞凋亡
细胞焦亡
凋亡小体
失巢凋亡
锚定依赖
胱天蛋白酶
细胞自噬
2根据寿命，细胞分为哪三类？
3关于细胞衰老的学说，主要有哪5个？
4内源性自由基产生的主要途径有哪些？
5细胞衰老分为哪两大类？
6细胞衰老过程中细胞增殖停滞在哪个期？
7细胞凋亡有哪些形态学变化？
8细胞凋亡最典型生化特征是什么？
9凋亡最关键的过程是什么？
10线粒体在细胞凋亡中的作用有哪些？
11细胞凋亡的诱发因素有哪些？
12线虫哪两个基因是激活线虫细胞凋亡起始和继续所必需？
13哪个凋亡相关基因被称“存活基因”？
14突变频率最高的抑癌基因是哪个？
15Fas是什么超家族的细胞表面分子？
FasL的重要生理作用有哪些？
17细胞凋亡信号传导途径有哪四个特点？
18细胞自噬多发生在什么期？
19细胞自噬可分为哪三种类型？
20细胞自噬过程主要有哪4个阶段？