第10次課課程名稱病理生理學年級專業層次臨床本科班教師專業技術職務授課方式（大、小班）學時授課題目（章、節）第八章細胞增殖和凋亡異常與疾病第二節細胞凋亡異常與疾病基本教材或主要參考書金惠銘王建枝主編病理生理學第版人民衛生出版社，教學目的與要求：掌握：細胞凋亡的概念、生物學意義；細胞凋亡的主要變化。熟悉：細胞凋亡與壞死的差別；細胞凋亡的調控。了解：細胞凋亡與常見疾病或病理過程的關系；細胞凋亡在疾病防治中的意義大體內容與時間安排，教學方法.細胞凋亡的概念、細胞凋亡與壞死的差別、細胞凋亡的生物學意義。20,.細胞凋亡的過程與調控。 45,.細胞凋亡與疾病：凋亡不足；凋亡過度；凋亡不足與過度并存 20,4調控細胞凋亡與疾病的防治 5,教學方法用多媒體教學方法，采用圖示法、舉例法、歸納法、分類法。教學重點，難點.細胞凋亡的概念、細胞凋亡與壞死的差別、細胞凋亡的生物學意義。.細胞凋亡的過程與調控。教研室審閱意見：同意實施。

基本內容備注第八章細胞增殖和凋亡異常與疾病多細胞生物從組織到器官的結構形成和功能執行取決于細胞的數量和質量。正常情況下，細胞通過分裂增加細胞的數量，通過細胞分化(celldifferentiation)形成特定形態、結構和生理功能的子代細胞；通過凋亡參與胚胎的發育和形態的造就，清除體內無能的、有害的、突變的或受損的細胞，以保證細胞的數量和質量。細胞的分化、增殖和凋亡始終貫穿于生命的全過程，它們相互伴隨，相互關聯，在胚胎發育和機體的穩態調節中發揮重要的作用。它們既受細胞外信號的影響，又依靠細胞內的級聯反應進行調控，使細胞的增值、分化或凋亡有序進行，如果其中的任一環節發生障礙，可使機體內特定的細胞、組織和器官的結構、功能和代謝異常，導致疾病的發生。第二節細胞凋亡異常與疾病在人體內不斷有細胞死亡。有人做過一個大概統計，人的一生死亡的細胞重量遠遠超過人的自身重量。例如，RBC的壽命只有120天，血小板只有7-10天。但是細胞的死亡不是只有壞死一種模式，目前認為至少有二種模式：壞死和凋亡。一、細胞凋亡概述(一)細胞死亡的模式早在1972年Kerr等已發現從細胞形態、超微結構和生化變化等方面來分析，細胞有二種死亡形式,一種是早被熟知的細胞壞死(Necrosis)，另一種是新提出的程序性細胞死亡(Programmedcelldeath,PCD)學說。但該學說到九十年代初才進入研究高潮，進展極快，現在普遍稱之為細胞凋亡(Apoptosis)1、細胞壞死(Necrosis)細胞壞死通常是由嚴重損傷因素導致的，正常組織細胞不發生細胞壞死。它的特點：在?過程中無新蛋白合成、不耗能、DNA呈彌漫性降解。2、細胞凋亡(apoptosis)凋亡一詞源于希臘文，原意是“花瓣或樹葉的枯落”。現認為細胞凋亡是指在特定時空中發生的，受機體嚴密調控的細胞“自殺”現象。或換句話講：細胞凋亡由體內外因素觸發細胞內預存的死亡程序而導致的細胞死亡過程。是一個由基因調控的細胞主動結束生命的過程【細胞凋亡與細胞壞死的區別】壞死 凋亡性質 病理性，非特異性 生理性或病理性,特異性誘導因素 強烈刺激，隨機發生 較弱刺激，非隨機發生生化特點 被動過程,無新生蛋白合成,不耗能主動過程，有新生蛋白合成，耗能形態變化 細胞腫脹，細胞結構全面溶解破壞細胞皺縮，核固縮,細胞結構完整DNA電泳 彌散性降解，電泳呈均一DNA片狀DNA片段化，電泳呈梯狀條帶炎癥反應 溶酶體破裂,局部炎癥反應 溶酶體相對完整，局部無炎癥反應凋亡小體 無 有基因調控 無 有【凋亡的生理學意義】(1)確保組織器官正常發育、生長在機體的發育、生長過程中，凋亡可以清除多余的和失去功能的細胞，所以，在器官和組織形成中發揮了重要的作用。例如，在人胚胎肢芽發育過程中，通過凋亡使指間組織細胞通過凋亡被逐漸消除，形成指間。(2)維持內環境穩定如果機體對受損、突變或者衰老的細胞不能及時清除話，就會干擾內環境穩定。例如，突變細胞不及時清除會導致腫瘤發生。(3)發揮積極的防御功能例如，當細胞受到病毒感染時，受感染的細胞可以通過凋亡來阻止病毒的增殖，或通過DNA的降解，把病毒的DNA進行分解。通過上述可以看出，一旦機體的凋亡失控可能導致疾病發生。(二)細胞凋亡的過程與變化.細胞凋亡的過程細胞凋亡的過程大致可分為三個階段：(1)誘導期當細胞內外的凋亡誘導因素與被作用的細胞受體結合后，細胞產生復雜的生化反應，并形成與凋亡有關的第二信使：cAMP、Ca2+、神經酰胺等信號分子形成死亡信號。(2)效應期調控的凋亡基因在接受死亡信號后，開始按預定程序啟動，并合成執行凋亡所需的各種酶和相關物質，并引起核酸內切酶和caspase家族的級聯反應。(3)降解期底物降解，包括核酸內切酶徹底破壞細胞生命活動所必須的全部基因，caspase導致細胞結構的全面解體，完成細胞凋亡。.凋亡時細胞的主要變化凋亡作為一種生理性、主動的細胞死亡，它的死亡過程和形態變化與細胞壞死有顯著的差別。(1)形態學改變①實體細胞凋亡時，其表面微絨毛消失，與周圍細胞脫接觸。②凋亡細胞胞漿開始脫水產生空泡，并與胞膜融合，出現胞膜空泡化(blebbing)。③因水份喪失出現細胞固縮(condensation)、核固縮和發芽。④在細胞凋亡末期，碎裂的核物質由一薄層胞漿包被，形成所謂的凋亡小體(apoptoticbody)。在凋亡的整個過程中，沒有細胞的內容物的外漏，因此也不伴有局部的炎癥反應。(2)生化改變①DNA的片段化由于核酸內切酶激活，基因組的DNA在核小體連接區發生非隨機性降解，產生寡核小體片段，其大小相當于核小體(180?200bp)的倍數。在瓊脂糖凝膠電泳中可見特征性的“梯”狀(ladderpattern)條帶。②鈣超載在80年代人們發現用糖皮質激素誘導胸腺細胞凋亡時發現凋亡的細胞內游離Ca2+濃度顯著上升。用Ca2+載體A23187,人為提高B淋巴細胞內Ca2+的水平，可誘導B淋巴細胞的凋亡。而用鈣絡合劑降低細胞內水平，能阻止凋亡發生。后發現凋亡細胞存在鈣超載現象。Ca2+在細胞凋亡中充當凋亡信號傳遞的角色。③內源性核酸內切酶激活在凋亡時，細胞核內的核酸內切酶常常被激活，從無活性狀態變成有活性，多數核酸內切酶是一種二價金屬離子依賴性酶，Ca2+/Mg2+可增加酶的活性，而Zn2+能抑制它的活性。當然在某些細胞內也存在非二價金屬離子依賴性核酸內切酶。Zn2+也不能抑制其活性。除了上述外，還有可出現細胞膜磷脂酰絲氨酸外翻（由細胞膜內側轉向膜外側）、caspase激活、蛋白激酶C（PKC）活化等。二、細胞凋亡的調控（一）凋亡信號.生理性凋亡信號（1）某些激素和細胞因子的直接作用：強烈應激一GC—淋巴細胞凋；甲狀腺素；TNF；神經遞質（2）某些激素和細胞因子的間接作用：睪丸酮對前列腺上皮細胞；ACTH對腎上腺皮質細胞。.病理性凋亡信號促進細胞凋亡：生物及化學毒物、病毒感染、射線、應激和化療藥等。抑制細胞凋亡：化學促癌物、某些病毒（EB病毒，人類乳頭狀瘤病毒）病理性信號可經以下環節誘導凋亡⑴氧化應激作用⑵死亡受體的激活⑶線粒體結構和功能的改變⑷其他：鈣離子的作用.誘導細胞凋亡的相關因素影響細胞凋亡的因素誘導性因素理化因素射線、高溫、強酸、強堿、應激、抗癌藥某些激素ACTH、睪丸酮、雌激素某些激素和因子糖皮質激素、TNF病原體因素HIV、HCV某些細胞因子IL-2、NGF等其它Zn2+、苯巴比妥、半胱氨酸（蛋白酶抑制劑）、EBV、牛痘、病毒、中性氨基酸等（二）細胞凋亡信號的轉導1、死亡受體介導的凋亡通路（1）概念死亡受體是一類通過與相應配體結合，傳遞細胞凋亡信號的細胞膜蛋白。它包括TNFR、Fas、DR3、DR4、DR5等。這些受體除了具有富集半胱氨酸的胞外結構域外，其胞漿區內包含由60-80個氨基酸組成的死亡結構域（deathdomain,DD）。后者能傳遞死亡受體誘發的一系列細胞凋亡信號，尤其是活化caspase。（2）通路機制例如，Fas配體（FasL）以同三聚體形式與Fas的DD交聯、結合成簇。之后，與相應的伙伴蛋白（adaptor）的DD結合，其最重要的伙伴蛋白是FADD（Fas-associateddeathdomain）。FADD不僅通過其分子中的DD結構與Fas結合；同時，FADD通過其死亡效應結構域（deatheffectordomain,DED）與caspase的DED相互作用。TNFR1與TRADD、FADD結合。最后，導致caspase-8形成寡聚體，并且自身活化。活化的caspase-8使caspase-3活化，細胞凋亡。但是死亡受體中的TNFR1和DR3被激活后，還可以通過激活NF-kB和c-JunN端激酶（J