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第 6-1 章。程序性细胞死亡

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1. 细胞死亡

2. 细胞存活


1.细胞死亡

⑴ 概述

① NCCD(细胞死亡命名委员会)将细胞死亡解释为一个连续的循环，而不是严格对其进行分类。


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图 1. 主要细胞死亡类型的子程序


② 以往主要根据形态学特征来研究细胞凋亡、自噬和坏死。

③形态特征■，生化特征■，其他特征■。

④ 正常细胞、凋亡（程序性细胞死亡）、坏死的比较


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图2. 正常细胞、凋亡和坏死的比较


⑵ 1型. 细胞凋亡（程序性细胞死亡，I型细胞死亡）

① 特点

○ ■ 细胞和核体积减少

○ ■ 固缩：染色质凝聚

○ ■ 凋亡小体的形成：类似于小囊泡。

○ ■ 细胞骨架的分解

○ ■ 线粒体结构变化最小

○ ■ 形成气泡，即膜变形

○ 早期细胞凋亡：膜的不对称性被破坏，磷脂酰丝氨酸等事件暴露于细胞外环境。

○ 晚期细胞凋亡：膜上形成孔，类似坏死。

○ ■ 核碎裂：细胞内 DNA 发生有规律的断裂。 DNA片段化可以通过电泳观察到。

○ ■ 吞噬作用

○ ■ 不伤害周围细胞。

○ ■ 逐步进行

○ ■ 使用 ATP。

○ ■ 涉及半胱天冬酶的信号转导机制

② 信号转导1. 外源性细胞凋亡

○ 第一第一。 Fas 或 TNF 与受体结合。

○ 第二第二。 CASP8 (caspase 8) 和接头结合形成 DISC。

○ 第三第。 DISC 激活 caspase 3。

○ 第 4。 CASP3（半胱天冬酶 3）诱导细胞死亡。

③ 信号转导2. 内在细胞凋亡

○ 第一第一。内部信号导致线粒体内膜上的 Bax 和 Bak 形成寡聚体。

○ 第二第二。寡聚体形成孔蛋白，将细胞色素 c 从膜间隙释放到细胞质中。

○ 第三第。 Cyt c 与 Apaf-1 结合，形成 CARD（半胱天冬酶募集结构域）。

○ 第 4。 CARD 诱导细胞死亡。

○ MOMP、CASP3 也参与其中。

④ 关键基因

○ 法斯

○ Caspase：启动细胞凋亡和消化细胞内成分。与外部信号触发的程序性细胞死亡机制有关。促进细胞死亡。

○ p53：促进细胞死亡。

○ Bax：促进细胞死亡。

○ Cyt c：促进细胞死亡。

○ CAD：促进细胞死亡。

○ DISC：促进细胞死亡。

○ Bcl-2：抑制细胞死亡。

⑤ 分析方法» ○ 膜联蛋白-V 染色：磷脂不对称性 被破坏的细胞外膜上的磷脂酰丝氨酸染色测定。

○ TUNEL 测定（末端转移酶 dUTP 缺口末端标记）：一种测量因细胞凋亡而降解的 dsDNA 的测定。

○ γ-H2AX 测定：指示 DNA 双链结合是否被破坏的测定。

○ Calcein-AM 检测：高信号表明存在大量活细胞。

○ PI（丙啶测定）：高信号表明有大量死细胞。

○ Ki-67 测定：Ki-67 用作细胞增殖标记物。

○ DAPI：与 DNA 小沟富含 AT 的区域结合。也用作细胞凋亡标记。

○ CD8-PD1：值较高表明细胞凋亡增加。

○ Caspase 3/7：细胞凋亡标记物。

○ PARP 裂解：细胞凋亡标记。

○ 8-OHdG（8-羟基-2’-脱氧鸟苷）：DNA 氧化标记。

○ CC3（裂解的半胱天冬酶 3）染色：细胞凋亡测定。

○ 7-AAD：一种与 DNA 结合的荧光染料。它不能穿过活细胞完整的质膜。

○ DiOC6：一种膜渗透性荧光染料。当应用于细胞时，它会在线粒体中积累。如果线粒体膜受损，DiOC6 积累就会减少。

⑥ 示例

○ 在单细胞生物中罕见：然而，在酵母菌落in-,colony,-(suchasseveral)中发现了细胞凋亡的病例。

○ 在开发过程中常见。

○ 在蝌蚪的变态过程中，尾巴会消失。

⑶ 2型. 自噬（自噬依赖性细胞死亡；ADCD，II型细胞死亡）

① 特点

○ ■ DMA（双膜自溶酶体）的形成

○ ■ DMA：宏自噬、微自噬、伴侣介导的自噬等。

○ ■ 溶酶体活性增加

② 信号传导

○ mTOR、Beclin-1、p53 信号通路

③ 关键基因

○ ATG5

○ ATG7

○ LC3

○ Beclin-1

○ DRAM3

○ TFEB

⑷ 3型. 坏死（III型细胞死亡）

① 特点

○ ■ 质膜破裂，释放内部酶：损害周围细胞。

○ ■ 细胞质和细胞器肿胀。

○ ■ 中度染色质浓缩

○ ■ ATP 水平下降

○ ■ 炎症反应

○ ■ 无吞噬作用

○ ■ 无溶酶体活性

○ ■ 不使用 ATP。

○ ■ 无半胱天冬酶介导的信号传导机制。

○ ■ 进展迅速

② 信号传导

○ TNFR1-RIP1/RIP3-MLKL信号通路

○ PKC-MAPK-AP-1信号通路

○ ROS相关代谢调节信号通路

③ 关键基因

○ RIP1

○ RIP3

⑸ 4 型. 铁死亡

① 特点

○ ■ 线粒体较小，线粒体膜密度增加。

○ ■ 线粒体嵴减少或丧失

○ ■ 线粒体外膜破坏

○ ■ 铁积累

○ ■ 脂质过氧化：尤其是在细胞膜中

② 信号传导

○ Xc-/GPX4、MVA、硫转移途径

○ P62-Keap1-NRF2 通路

○ p53/SLC7A11、ATG5-ATG7-NCOA4 通路» ○ p53-SAT1-ALOX15 通路

○ HSPB1-TRF1、FSP1-COQ10-NAD(P)H 通路

③ 关键基因

○ GPX4

○ TRF1

○ SLC7A11

○ NRF2

○ NCOA4

○ p53

○ HSPB1

○ ACSL4

○ FSP1

④ 铁死亡诱导剂

○ 伊拉斯汀

○ 哌嗪伊拉汀

○ 咪唑酮erastin

○ 柳氮磺吡啶

○ 索拉非尼

○ 谷氨酸

○ (1S,3R)-RSL3

○ C’ 点和氨基酸饥饿

○ FPEF

○ FeGd-HN@Pt@LF/RGD2

○ ZVI

○ DGU:Fe/Dox

○ FeCo-DOX@MCN

○ MON-p53

⑤ 铁死亡抑制剂

○ 利普司他汀-1

⑹ 其他类型

① 意外细胞死亡（ACD）：突然的外部冲击

②失巢凋亡：由[整合素]丢失引起(https://jb243.github.io/pages/1409)。

③ 自噬：依赖于 Na+/K+-ATPase 的自噬。

④ 细胞衰老：以SASP（衰老相关分泌表型）的分泌为特征。

⑤ 细胞烧焦死亡

⑥ 铜诱导的细胞死亡

⑦ 胞吞作用：涉及吞噬细胞。

⑧ 内切细胞死亡：涉及肌动球蛋白依赖性细胞内化。

⑨ 免疫原性细胞死亡（ICD）

⑩ 溶酶体依赖性细胞死亡（LDCD）：涉及初级LMP、组织蛋白酶、MOMP、caspase等。

⑪ 线粒体通透性转变（MPT）驱动的坏死

⑫ 有丝分裂灾难

⑬ 网络性细胞死亡

⑭ Parthanatos：涉及 PARP1 过度激活。

⑮焦亡：一种炎症细胞死亡，其特征是由gasdermin蛋白家族形成的膜孔。



2.细胞存活

⑴ 实施例1. 吞噬细胞凋亡的抑制

① 吞噬细胞遇到异物不发生凋亡：进行免疫反应。

② Toll样受体 (TLR)

○ TLR-1：识别多种三酰基脂肽。

○ TLR-2：识别脂磷壁酸。激活先天免疫。

○ TLR-3：识别病毒中的 dsRNA。

○ TLR-4：识别革兰氏阴性细菌中的 LPS（脂多糖）。

○ TLR-5：识别鞭毛蛋白，原核鞭毛的亚基。

○ TLR-6：识别多种二酰基脂肽。

○ TLR-7：识别单链 RNA。

○ TLR-8：识别小型合成化合物和单链 RNA。

○ TLR-9：识别未甲基化的 CG 序列 (Cp DNA) 和寡脱氧核苷酸 DNA。

③ NF-κB信号转导


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图 3. NF-κB 和 Iκ-B 实验（蛋白质印迹结果）


○ 第一第一。 NF-κB 通常与细胞质中的 Iκ-B 蛋白结合，形成复合物。

○ Iκ-B 抑制 NF-κB 转位至细胞核。

○ 蛋白质 X 是指 Iκ-B。

○ 第二第二。脂多糖（LPS）等与Toll样受体（TLR）结合。

○ 第三第。 TNF-α 三聚体与受体结合。

○ 第 4。 IKK（kappa 激酶抑制剂）被激活。

○ 第五th。 Iκ-B 在细胞质中被激活并降解。

○ 当用蛋白酶体抑制剂处理时，NF-κB 不会与 Iκ-B 分离，表明 Iκ-B 在正常情况下会被降解。

○ 第六th。 NF-κB 与 Iκ-B 分离并转移至细胞核。

○ 7th。 NF-κB 产生参与巨噬细胞炎症反应的蛋白质。

○ 巨噬细胞以炎症M1型和抗炎症M2型存在。»> ○ NF-κB 促进巨噬细胞向 M1 型转化。

④ 途径 1. MyD88 依赖性途径

○ 概述：通过信号转导的机制。激活 NF-κB。增加 TNF-α 和 IL-1β。

○ TLR → MyD88 → TRAF6 → NF-κB → NF-κB 转位至细胞核。

○ TLR → MyD88 → TRAF6 → MAPK → AP-1

⑤ 途径 2. TRIF 依赖性途径

○ 概述：通过内体的机制。

○ TLR → TAM、TRIF → IRF3 → IRF3 转位至细胞核 → I 型 IFN。

○ TLR → TAM、TRIF → TRAF6 → NF-κB → NF-κB 转位至细胞核。

○ TLR → TAM、TRIF → TRAF6 → MAPK → AP-1。

⑵ 实施例2. 立即早期应激反应

① 应激 → ASK-1 (= MAP3K5) → JNK p38MAPK → ATF2、JUN、FOS → 转位至细胞核 → AP-1（激活蛋白 1）


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图 4. 立即早期应激反应


⑶ 实施例3. 热休克反应（未折叠蛋白反应）


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图 5. 热冲击反应


① 应激 → 蛋白毒性应激（内质网） → PERK、ATF6、HSF1、XBP1 → 转位至细胞核 → ATF4、ATF6、HSF1、XBP1。

⑷ 实施例4. 抗氧化反应

① 应力 → NFE2L2


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图 6. 抗氧化反应


⑸ 实施例5. 炎症反应

① 应激、缺氧 → NF-κB → 转位至细胞核 → NF-κB。


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图 7. 炎症反应


⑹ 实施例6. 缺氧反应

①应激、缺氧→HIF-1α→转位至细胞核→HIF-1α、HIF-1β。


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图 8. 缺氧反应


输入：2019.03.14 21:19

修改: 2022.06.13 13:42

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