细胞凋亡和细胞自噬2014
细胞自噬与细胞凋亡的调控机制
自噬体与溶酶体的融合
自噬体成熟
自噬体形成后，逐渐包 裹待降解的物质，并经 历一系列成熟过程，包 括膜结构的改变和自噬 相关蛋白的修饰。
溶酶体融合
成熟的自噬体与溶酶体 融合，形成自噬溶酶体 。这一过程需要多种膜 融合蛋白的参与，如 LAMP1、LAMP2等。
物质降解与再利用
在自噬溶酶体中，包裹 的物质被水解酶降解为 氨基酸、脂肪酸等小分 子物质，这些物质可被 细胞再利用。
位于线粒体中的一种黄素蛋白，在凋亡信号刺激下从线粒体释放到细胞质，进而转位到细 胞核中诱导染色体凝集和DNA片段化。
凋亡的启动与信号通路
外源性途径
通过死亡受体（如Fas、TNF 受体）与其配体结合，激活 Caspase-8，进而激活下游的
Caspase级联反应。
内源性途径
由细胞内应激信号（如DNA 损伤、生长因子剥夺）触发 ，导致线粒体释放细胞色素c ，激活Caspase-9，进而激活 Caspase-3等效应Caspase。
细胞自噬与细胞凋亡的调控 机制
汇报人：XX 20XX-01-13
目录
• 引言 • 细胞自噬的调控机制 • 细胞凋亡的调控机制 • 细胞自噬与细胞凋亡的交互作用 • 细胞自噬与细胞凋亡在疾病中的作用 • 细胞自噬与细胞凋亡的研究展望
01 引言
细胞自噬与细胞凋亡的定义
细胞自噬
细胞自噬是一种细胞内的自我消化过 程，通过溶酶体等降解细胞内的受损 、老化或多余的细胞器以及蛋白质等 ，以维持细胞内环境的稳定和更新。
肿瘤中的自噬与凋亡
自噬对肿瘤的双重作用
自噬在肿瘤中具有双重作用，一方面通过降解细胞内损伤物质维持肿瘤细胞生存，另一方面过度自噬可能导致肿 瘤细胞死亡。
凋亡抑制肿瘤生长
细胞凋亡和细胞自噬的机制
细胞凋亡和细胞自噬的机制细胞凋亡和细胞自噬是两种不同的细胞死亡形式，也是细胞功能调节中至关重要的过程。
在细胞死亡过程中，细胞凋亡是一种经典的程序性死亡方式，而细胞自噬则是一种非程序性死亡和自我修复机制。
在本文中，我们将详细讨论细胞凋亡和细胞自噬的机制以及在细胞疾病中的重要作用。
1. 细胞凋亡的机制细胞凋亡是一种特别精细、高度调节的程序性死亡方式，包括两种常见途径：外源性启动途径和内源性启动途径。
外源性启动途径是指由外部因素（如辐射、化学物质、病毒感染等）引发的信号机制，通过招募细胞凋亡信号的受体启动一系列酶活性的级联反应，最终导致细胞凋亡。
而内源性启动途径包括线粒体和内源性细胞凋亡通路。
线粒体通路是指由线粒体内部自主释放细胞凋亡因子（如细胞色素c、AIF等）引发的机制，而内源性细胞凋亡通路则是通过激活caspase 9等酶的级联反应来引发的。
2. 细胞自噬的机制细胞自噬是一种非程序性的细胞死亡，也是一种自我修复机制。
通常，细胞自噬可以分为“基础自噬”和“酶切自噬”两种类型。
基础自噬顾名思义是指基础水平下的自噬，是正常细胞代谢过程的一部分。
在这种情况下，细胞将细胞内部的一些老化和无法再利用的次优蛋白和细胞器通过自噬溶酶体途径储存、降解和再利用，从而实现细胞代谢过程的平衡。
另一方面，酶切自噬是在应激状态下引发的自噬反应。
通常，细胞在面对药物、病毒、细胞缺氧等环境应激时，会引发酶切自噬反应。
这种类型的自噬反应具有高度的调节性和特异性，可以起到保护细胞免受应激刺激的作用。
3. 细胞凋亡和细胞自噬在细胞疾病中的作用随着研究的深入，现在已经越来越清楚地认识到细胞凋亡和细胞自噬在细胞疾病中的作用。
对于许多疾病，包括癌症、神经退行性疾病和心血管疾病等，细胞凋亡和细胞自噬的异常调节已经成为细胞病变过程中的重要因素。
例如，在癌症研究中，研究发现细胞凋亡的调节异常，可能导致肿瘤发生和增长；而细胞自噬的异常也与肿瘤发生和治疗效果相关。
细胞的自噬与凋亡
细胞的自噬与凋亡细胞是构成生物体的基本单位，具有各种生物学功能。
在生命活动中，细胞的自噬与凋亡起着重要的调节作用。
本文将从细胞自噬与凋亡的基本概念、机制以及相互关系等方面进行探讨。
一. 细胞自噬的概念与机制细胞自噬是指细胞内部通过吞噬自身的成分来完成破坏和修复的过程。
它起源于细胞内溶酶体系统，通过溶酶体分解被吞噬物质，使细胞获得新的营养物质。
细胞自噬的机制主要包括以下几个方面：1. 自噬体的形成：细胞自噬的过程首先是形成自噬体，它是一个由囊泡膜包裹的结构，将被降解的物质包裹其中。
自噬体的形成主要分为三个阶段：分娩期、自噬小体期和自噬体期。
2. 自噬体的融合：自噬体在形成后，会与溶酶体进行融合，形成自噬体-溶酶体复合体。
在复合体中，被吞噬物质被降解并释放出新的营养物质。
3. 自噬体降解物的利用：通过溶酶体的降解作用，被吞噬物质中的蛋白质、核酸等物质被分解为较小的分子，再重新利用于细胞的生理活动。
二. 细胞凋亡的概念与机制细胞凋亡是指细胞主动性地通过一系列调节机制，按照特定的程序使自身死亡的过程。
与细胞自噬不同，细胞凋亡是一种主动的细胞死亡方式，它在生物体内起着重要的稳态调节作用。
细胞凋亡的机制主要包括以下几个方面：1. 真核细胞凋亡的调控：真核细胞凋亡是由一系列信号分子调控的。
通常，细胞内的凋亡信号会通过激活半胱天冬酶蛋白酶（caspase）家族的蛋白质，引发一系列后续反应。
2. 凋亡信号通路的激活：细胞内凋亡信号的激活与多种途径有关，如内源性通路、外源性通路和线粒体通路等。
这些通路均能够通过不同的因子和蛋白质相互作用，最终引发细胞凋亡的执行阶段。
3. 细胞凋亡的执行阶段：细胞凋亡的执行阶段主要包括核膜破裂、胞浆收缩和核质分解等过程。
在这一过程中，细胞逐渐失去形态完整性，最终分裂为凋亡小体。
三. 细胞自噬与凋亡的相互关系虽然细胞自噬与凋亡是两种不同的细胞行为，但它们在某些情况下可能相互关联。
根据研究发现，细胞自噬可以作为凋亡的细胞死亡方式的一种前期准备阶段。
细胞自噬与凋亡的关系研究
细胞自噬与凋亡的关系研究细胞是构成生命的基本单位，细胞生命周期的维持对于维持生命活动具有重大意义。
而细胞死亡也是生命的一个重要过程，其中凋亡和自噬是两个重要的死亡通路。
本文将讨论细胞自噬和凋亡两个过程的关系。
细胞凋亡细胞凋亡是通过一系列高度调控的信号通路，使细胞完成有序的死亡程序。
细胞死亡能够使机体对各种异常细胞进行清除，同时也对于发育和维持机体正常生理状态起到重要作用。
凋亡的另一个重要功能是避免肿瘤的发生。
在细胞凋亡的过程中，很多信号通路都会被激活。
对于一些主要的调控通路，例如线粒体通路、死亡受体通路和内质网通路，有许多信号分子会被激活并发挥作用。
在线粒体通路中，cytc会从线粒体中释放出来，形成凋亡凝集体，使一氧化氮、过氧化氢和其他活性氧化剂释放并引发细胞死亡。
在死亡受体通路和内质网通路中，前体前站点RAP1和ELA1会被激活形成凋亡酶CASP3，CASP3则会进一步激活CASP6和CASP7导致DNA酶中心的纵向断裂而发生凋亡。
细胞自噬细胞自噬是由泛素降解系统调控的，通过溶酶体分解各种内部组分的一种基本生命活动。
细胞自噬的过程将有害或不需要的信号物极其内部组分储藏为货贮，储存这些组成可以用于特定时期的代谢能需要。
该过程由一个复杂的信号通路调节，将一系列信号分子激活并参与到细胞自噬的整个周期。
该周期可以被细分为三个步骤，即自噬体育分解、自噬体合并，和自噬体与溶酶体融合/贮存。
这些步骤必须相互协调才能有效地完成自噬过程。
细胞自噬和凋亡的关系早期研究支持细胞自噬和凋亡是竞争性互斥的两种管道，互相抑制。
然而，越来越多的研究表明自噬在细胞凋亡过程中扮演着重要的作用。
自噬可以在受损的细胞死之前通过将细胞内的损伤部分贮存到噬肌体中进行修复，最终避免细胞死亡。
另外，自噬也可以在细胞死亡后清除损坏的细胞器和蛋白质，促进细胞伤口的愈合过程。
因此，自噬和凋亡应该被视为互补的死亡通路，而不是竞争性的管道。
细胞凋亡和细胞自噬之间的关系是一个复杂动态的过程，因此，从中选出适当的途径和调节信号分子已成为最终细胞死亡类型的非常关键的启动因素。
细胞凋亡和细胞自噬
细胞凋亡和细胞自噬：细胞自我控制的两种方式在生物体生长发育和维持生命的过程中，细胞数量会不断变化，而细胞自我控制则是维持生命平衡的基础。
是两种重要的自我控制方式，在细胞生命周期中持续发挥作用。
一、细胞凋亡细胞凋亡是一种程序性死亡方式，也是一种保持生态平衡的基本手段。
细胞凋亡分为内源性和外源性两种类型。
内源性凋亡，也叫细胞自杀，发生在细胞内部，通常由细胞内部的信号通路启动。
而外源性凋亡则由细胞外部的因素引起，例如光、化学物质或病毒等。
细胞凋亡在生物体代谢和发育中扮演着至关重要的角色，它可以清除过时的或受损的细胞，避免细胞异常增殖或癌变等。
此外，细胞凋亡还可以通过清除不必要的细胞形成鲜明的器官和结构，它是生物体内修剪程序的一部分。
细胞凋亡的信号机制非常复杂，通常由对细胞死亡的调节控制机制、细胞死亡的调节因子，以及进一步促进或抑制细胞死亡的死亡复合体控制。
运用分子遗传学和细胞生物学的技术，可以研究上述因素对细胞凋亡的影响。
二、细胞自噬细胞自噬是一种细胞质内部的、泛基因表达的进化保守性现象。
细胞通过分解组成自身的物质来维持其生长、发育和代谢的平衡。
这个过程由一系列基因表达调控和分子交互作用所控制。
在细胞自噬的过程中，细胞自己将问题分子嵌入到自身膜结构中，并且通过走向溶酶体来消化内部构成。
由于自噬对大多数物质（包括蛋白质、细胞器、DNA、RNA等）都具有通性，因此细胞可以通过自噬从内而外维持生长、发育和代谢的平衡。
细胞自噬在细胞代谢、细胞炎症和免疫反应等多方面都起着重要作用，并且与许多人类疾病（如肥胖症、代谢综合症和免疫失衡病）密切相关。
相比细胞凋亡，细胞自噬机制稍显复杂，但也可以通过基因分析和蛋白质交互研究得到深入了解。
三、的关系在细胞内有着密切的关系。
在细胞受到有害因素的侵害或自身出现问题时，细胞需要先开启自噬途径，将问题分子嵌入膜结构中升级通道从而清除这些分子。
如果自噬无法成功清除进入细胞的外源性或内源性致死因子，细胞会开启凋亡通道，进行程序性死亡，以保证身体不受伤害。
综述：细胞自噬与凋亡的交互作用
综述：细胞自噬与凋亡的交互作用1 概述1.1 细胞自噬自噬在古希腊语中是“自(auto)食(phagy)”。
它是一种保守的细胞自我降解方式，是将受损细胞器及大分子物质通过溶酶体降解再利用的过程。
基础水平的自噬是维持细胞稳态所必需的，同时自噬参与抗衰老、分化及发育、免疫及清除微生物、肿瘤等疾病的病理生理过程[1,2]。
根据结合分子的方式，自噬分为：巨自噬(macroautophagy)、微小自噬(microautophagy) 和伴侣分子介导的自噬(chaperone-mediated autophagy, CMA)。
其中巨自噬研究得最多，本文所论述的自噬即指巨自噬。
自噬是一系列自噬体结构演变的过程，由自噬相关基因(autophagy-related gene, ATG)执行精细的调控。
在饥饿、低氧、药物等因素作用下，待降解的细胞成分周围会形成双层结构分隔膜，随后分隔膜逐渐延伸，最终将待降解的胞浆成分完全封闭形成自噬体(autophosome)；自噬体形成后将通过细胞骨架微管系统运输至溶酶体，二者融合形成自噬溶酶体(autopholysome)；最终其内容物在溶酶体酶作用下被细胞降解利用。
目前研究发现自噬调节涉及多种信号通路，其中以腺苷单磷酸活化蛋白激酶(adenosine mono-phosphateactivated protein kinase, AMPK)及哺乳动物雷帕霉素受体(mammalian target of rapamycin, mTOR)信号通路为调控核心。
AMPK促进自噬发生，而mTOR抑制自噬发生。
此外，许多经典的凋亡信号通路或蛋白被发现与自噬调控之间存在着复杂的交织[3,4]。
自噬对细胞死亡的调节具有双重性：温和的自噬一定程度上保护细胞免受有害条件的侵害促进细胞存活；严重或快速的自噬将诱导细胞程序性死亡，被称为自噬性细胞死亡(autophagy-mediated cell death, ACD)[1-4]。
细胞自噬和细胞凋亡的差异及机制
细胞自噬和细胞凋亡的差异及机制随着生物学和医学领域的不断发展，人们对于细胞的生命周期和死亡过程也有了更深入的了解。
其中，细胞自噬和细胞凋亡就是两种细胞死亡方式，它们各自具有独特的机制和生理意义。
一、什么是细胞自噬和细胞凋亡？细胞自噬是细胞利用自身威胁物分解进程而保护自己的过程。
它主要是将受损、老化或多余的细胞器和分子通过吞噬囊泡途径进行降解和再利用。
细胞自噬在许多生物学过程中起着重要的作用，例如对于脂质体、蛋白质聚集和有害物的处理等方面发挥着重要的作用。
而细胞凋亡是细胞主动执行的程序性死亡过程，可以类比于细胞的“自杀”行为。
这是一个完整而有序的过程，包括失败性细胞死亡、胚胎发育、癌症过程、机体免疫应答等等。
二、细胞自噬与细胞凋亡的生理意义1、细胞自噬的生理意义细胞自噬过程对于生物体生存具有至关重要的作用。
通过自噬的过程，细胞可以消化掉多余的细胞器、蛋白质褶皱和其他代谢产物。
这种降解过程可以为细胞提供吸收和再利用物质的机会，以维持其正常的代谢和生理功能。
此外，细胞自噬还可以用来消除病原体和其他有害物质，为机体的防御工作提供技术支持。
2、细胞凋亡的生理意义相比于细胞自噬，细胞凋亡的过程显得更为神秘而复杂。
然而，它对于维护生命活力同样具有重要的作用。
在生长和发展过程中，细胞凋亡可以帮助机体排除不必要的细胞和组织，从而保证器官和组织的完整性。
同时，细胞凋亡还可以消除癌细胞等潜在的危险角色，对于细胞功能的维持和疾病预防具有重要的作用。
三、细胞自噬和细胞凋亡之间的联系虽然细胞自噬和细胞凋亡是不同的死亡方式，但是它们之间的联系是十分明显的。
在很多情形下，细胞自噬是由于其他原因难以复原时产生的，例如细胞凋亡、氧化应激和代谢物紊乱等。
此外，不良的自噬过程也可以诱导细胞死亡，导致细胞凋亡的发生。
除此之外，细胞自噬和细胞凋亡还具有相互作用的机制。
例如，在一些疾病状态下，自噬处理细胞中的有害物质可能会减少凋亡的发生。
此外，也有一些研究表明，过度激活的自噬反应可能会导致细胞凋亡，尤其是在某些破坏性疾病（如肿瘤和神经退行性疾病）中。
细胞凋亡与自噬的关系及其调节机制
细胞凋亡与自噬的关系及其调节机制细胞凋亡和自噬是现代生物学研究中热门的话题，两种细胞死亡机制在细胞生物学研究中常常被讨论。
它们之间的关系和调节机制值得深入了解。
细胞凋亡简介细胞凋亡是一种程序性的细胞死亡形式，在多种生理和病理情况下都发挥着重要作用。
细胞凋亡是通过由蛋白酶（半胱氨酸蛋白酶和破坏性蛋白酶）及其引起的多级酶促反应，导致细胞进行计划性、节约能量的死亡过程。
细胞凋亡可以通过多条途径触发：包括内外源性途径、胞内途径以及免疫途径。
细胞凋亡可以通过两个主要途径进行：外部的（特别是死亡受体复合物）和内部的（线粒体介导的）。
在细胞凋亡期间，细胞会出现许多特征性的表现，如细胞核和细胞质突出，细胞核的DNA断裂和膜破裂等。
自噬简介自噬是细胞通过分解自己的细胞器和蛋白质来回收和利用营养物质的过程。
形成自噬体的细胞器负责吞噬无法回收利用的细胞成分。
自噬过程是程序性和生理性的，非常适应机体细胞的存活。
自噬作为细胞存活的一个重要方式，通常在环境压力、生物学发育和代谢途径紊乱等情况下进行。
在这个过程中，原始的细胞结构被分解，被再利用的物质得以被重新合成。
自噬体在发生的过程中经过表层外膜的包裹和移动，在消耗细胞内多余物质的同时，也通过配体介导的受体识别来启动这个细胞死亡及干扰追加机制。
细胞凋亡和自噬之间的关系虽然细胞凋亡和自噬的作用不同，但它们之间存在一些联系。
在一些研究中，个体细胞有可能同时经历细胞凋亡和自噬过程。
这两种细胞死亡机制可以同时在一个个体细胞中发生，它们促进彼此的描述并影响细胞死亡的模式和过程。
当细胞受到一些特定的压力，根据影响程度可能会启动细胞自噬或/和凋亡。
在某些情况下，自噬可以促进细胞凋亡，而在另一些情况下，自噬可以抵消细胞凋亡或减轻凋亡的影响。
这个相消效应和加强作用，与细胞的类型、环境、溶液浓度、成功的实施策略以及刺激的本身有关。
调节机制细胞凋亡和自噬之间的关系是由多种分子调节机制组成的。
在细胞死亡途径的路线中，特别是在自发性细胞凋亡发生时，细胞内p53蛋白质的活跃依然强烈关注。
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第二节 凋亡细胞的特征
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凋亡(apoptosis)的形态学特征为染色质凝集、边 缘化，细胞皱缩，细胞膜内侧的磷脂酰丝氨酸外翻， 细胞出泡形成凋亡小体。细胞凋亡受到一系列相关 基因的严格调控。
细胞凋亡和细胞自噬
史娟
医科院基础所 新科研楼607 E-mail: shijuantt@
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Outoptosis research 2. Characterization of apoptosis 3. Physiological Significances 4. Apoptosis Signaling Pathways 5. Regulation of Apoptosis 6. Apoptosis and Autophagy
细胞
炎症反应
细胞凋亡与细胞坏死在形态上的主要区别
细胞凋亡
细胞坏死
多为生理性 单个细胞丢失 发泡，完整 结构保留 核凝集断裂 染色质均一浓缩 皱缩形成凋亡小体 被邻近正常和巨噬细胞吞噬 无，不释放内容物
病理性（偶然刺激） 成群细胞死亡 破裂，不完整 破坏 核破碎溶解
细胞膨胀而溶解 残余碎片被巨噬细胞吞噬 有，释放内容物
程序性细胞死亡（programmed cell death，PCD）， 即是指细胞在一定的生理或病理条件下，遵循自身 的程序，主动结束其生命的过程，这种死亡由基因 决定的。大多数程序性细胞死亡，呈现细胞凋亡的 形态学特征。
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Necrosis
Apoptosis
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发生条件
细胞膜 细胞器 细胞核
1991 ced genes were identified in C. elegan
1992 Fas/APO-1/CD95 was identified
1993 A role of p53 in regulation of apoptosis was described
Fas ligand was identified
ICE was found to be homolog of ced-3 in mammalian
IAPs were identified
1994 The role of mitochondria during apoptosis
1996 The role of caspases during apoptosis
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保证个体正常发育：蝌蚪成蛙、昆虫蜕变、淋巴细胞 阳性和阴性选择、表皮和指（趾）甲的形成等。
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Morphology of Apoptotic Cell
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Apoptosis VS. Necrosis
Apoptosis
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Necrosis 14
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第三节 细胞凋亡的生理学 病理学意义
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生理学意义
保证个体正常发育：蝌蚪成蛙、昆虫蜕变、淋巴细胞 阳性和阴性选择、表皮和指（趾）甲的形成等。 维持内环境稳定：清除衰老细胞、DNA损伤的细胞等。 如果机体对受损、突变或者衰老的细胞不能及时清除 话，就会干扰内环境稳定。 防御功能：清除被病原体感染的细胞等。
Release of cytochrome c from mitochondria during apoptosis was
discovered
1997 Apafs were identified
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5
Nobel Prize 2002 in Physiology and Medicine
Sydney Brenner John E. Sulston Robert H. Horvitz
for their discoveries concerning
"genetic regulation of organ development and programmed
cell death"
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6
“Genetic control of programmed cell death in the nematode Caenorhabditis elegans”
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3
第一节 凋亡的研究历史
1842 Carl Voget Initial observation that cell death in part of normal development
1972 Kerr, Wyllie and Currie- introduced term ‘apoptosis’ to describe cell death with a set of common morphological features - Cell deletion was controlled under physiological conditions in adults - Deregulation could lead to many diseases - Morphologically identical to developmental CD and distinct from accidental cell death
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1980 Wyllie
Biochemical changes in apoptotic morphology:
- DNA fragmentation
-Requires expression of death genes
1988 Bcl-2 was found to be anti-apoptotic
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11
细胞凋亡与细胞坏死在生物化学方面的主要区别
细胞凋亡
基因调节 发生条件 能量 新的基因转录 大分子合成 Caspase DNA
细胞膜
由凋亡相关基因调控
多为生理性 需要能量 有 需要 依赖性 降解为180-200bp 的整数倍的DNA Ladder 磷脂酰丝氨酸外翻
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细胞坏死
与基因调控无关 病理性（偶然刺激） 不需要能量 无 不需要 不依赖 DNA随机性降解成为任意 长度的片段