原创：细胞凋亡的机制与调控图解
细胞的细胞凋亡与细胞存活机制
细胞的细胞凋亡与细胞存活机制细胞凋亡和细胞存活是细胞内常见的两种相反的生理现象。
细胞凋亡是指细胞主动死亡，而细胞存活是指细胞在一定条件下保持正常功能和活力。
细胞凋亡和细胞存活是细胞生命过程中不可或缺的两种机制，它们在维持组织和器官的正常结构与功能方面发挥着重要作用。
一、细胞凋亡的机制细胞凋亡是一种高度有序的细胞死亡程序，通过调控一系列的细胞信号通路来控制细胞死亡的过程。
以下是细胞凋亡的主要机制：1.信号转导通路细胞凋亡的信号转导通路包括两个主要的途径：内源性途径和外源性途径。
内源性途径主要通过细胞内信号分子，如细胞色素C的释放和线粒体呼吸链的受损来引发细胞凋亡。
外源性途径则是通过外界环境信号的作用来诱导凋亡。
2.调控蛋白细胞凋亡的过程中，多种调控蛋白发挥着重要作用，例如，Bcl-2家族蛋白和caspase家族蛋白。
Bcl-2家族蛋白包括抑制凋亡的成员（如Bcl-2和Bcl-xL）以及促进凋亡的成员（如Bax和Bad）。
caspase 家族蛋白则是细胞凋亡的核心执行者，主要包括caspase-3和caspase-9。
3.凋亡信号细胞凋亡信号可以由多种因素产生，如DNA损伤、缺氧、毒物刺激等。
这些信号能够激活细胞凋亡通路中的相关分子，最终导致细胞死亡。
二、细胞存活的机制细胞存活是指细胞维持正常功能和活力的状态。
以下是细胞存活的主要机制：1.细胞增殖细胞存活的关键是细胞能够进行正常的增殖，维持组织和器官的正常结构和功能。
细胞增殖受到多种因素的调控，包括细胞周期调控蛋白、细胞生长因子等。
2.应激反应细胞在受到外界环境压力和内源性损伤刺激时，可以通过应激反应来维持存活。
应激反应包括细胞自噬、细胞修复、细胞逆境应激蛋白的激活等。
3.细胞信号网络细胞存活还受到多种信号网络的调控，例如细胞周期信号通路、细胞凋亡信号通路、细胞分化信号通路等。
这些信号网络相互作用，使细胞能够适应环境和维持正常存活。
三、细胞凋亡与细胞存活的相互作用细胞凋亡和细胞存活是密切相关的两种机制，它们相互作用，共同维持着生物体的正常发育和功能。
干货细胞信号通路图解之细胞凋亡信号通路【珍藏版】
干货细胞信号通路图解之细胞凋亡信号通路【珍藏版】（1）通路综述：细胞凋亡是一种受调节的细胞自杀机制,通常表现为核浓缩、起皱、膜发泡以及DNA片段化。
Caspase家族属于半胱氨酸蛋白酶。
起始组Caspase包括caspase-2,-8,-9,-10,-11和-12,与促凋亡信号紧密相连，一旦激活，这些酶会切割并激活下游的效应组Caspase，包括Caspase-3,-6,-7。
效应 Caspase通过对细胞内蛋白特定的天冬氨酸残基位置处进行切割实现细胞的凋亡。
FasL和TNF对Fas和 TNFR的结合能够激活caspase-8和-10。
DNA损伤诱导PIDD 的表达，PIDD与RAIDD 和caspase-2结合并激活caspase-2。
受损线粒体中释放的细胞色素C与caspase-9的活化相关。
XIAP抑制Caspase-3,-7,-9。
线粒体释放多种促凋亡因子,如Smac/Diablo、AIF、HtrA2、EndoG，和细胞色素C。
Smac/Diablo与XIAP结合，解除XIAP对凋亡的抑制。
Caspase-11被病理的促发炎信号和促凋亡信号诱导表达并激活，它能促进Caspase-1的活化,Caspase-1直接作用于caspase-3以促进凋亡和炎症反应。
Caspase-12和-7在内质网应激的情况下被激活。
抗凋亡生长因子和细胞因子激活 Akt和 p90RSK。
Akt 直接磷酸化并抑制Bad蛋白和间接抑制Bim的表达，这是通过磷酸化并抑制Bim所需的转录因子Fox0实现的。
Fox0通过上调促凋亡因子如FasL和Bim促进调亡。
（2）细胞生存需要积极的抑制凋亡发生，一方面需要抑制促凋亡因子的表达，另一方面则需要表达一些抗凋亡因子。
PI3K 通路被许多生存因子活化，能够激活Akt，Akt是生存信号传导中一个重要的角色。
PTEN抑制PI3K通路。
活化的Akt抑制促凋亡Bcl-2家族成员Bad，Bax，caspase-9，GSK-3和Fox01。
细胞凋亡的途径
按照起始caspase的不同，可将哺乳细胞的凋亡分为三种基本的途径。
一种称为外在途径（extrinsic pathway），由细胞表面的死亡受体如Fas和肿瘤坏死因子受体家族（tumour necrosis factor receptor，TNF-R）引发;另一种称为内在途径（intrinsic pathway）或线粒体途径（mitochondrial pathway），由许多应激条件、化学治疗试剂和药物所起始（Nicholson, 1999；Denault和Salvesen，2003）;第三种途径是内质网应激所导致的caspase-12的活化，从而导致凋亡。
细胞凋亡的途径摘要细胞凋亡是机体维持自身稳定的一种基本生理机制，是有许多基因产物及细胞因子参与的一种有序的细胞自我消亡形式。
通过细胞凋亡，机体可消除损伤、衰老与突变的细胞来维持自身的稳态平衡和各种器官及系统的正常功能。
由于细胞凋亡是一种复杂的生理及病理现象，所以在其发生的3个阶段中涉及不同的信号转导途径及其调控。
关键词细胞凋亡线粒体内质网caspase家族NO 疾病细胞凋亡（apoptosis）是一种有序的或程序性的细胞死亡方式，是受基因调控的细胞主动性死亡过程，是细胞核受某些特定信号刺激后进行的正常生理应答反应，然后凋亡的细胞将被吞噬细胞吞噬。
经研究发现，不管是单细胞生物还是多细胞生物，细胞凋亡被称为细胞程序性死亡（programmed cell death，PCD）[1]。
是因为细胞死亡往往受到细胞内的某种遗传机制决定的“死亡程序”控制的。
也会因为它的失调，机体也会失去稳定性，引发人类疾病如肿瘤、免疫系统等疾病[2]。
由于它保证多细胞生物的健康生存过程中的重要性，引起了人们对其途径的广泛深入的研究，成为目前生命科学研究的热点之一。
但其凋亡的途径不是很清楚，本文从多个方面概述了细胞凋亡途径。
1 细胞凋亡形态学上的特征细胞凋亡（apoptosis）是1972年由Kerr教授根据形态学特征最先提出的[3],主要强调的是这种细胞凋亡是自然界中的生理学过程，是受基因调控的主动的生理性细胞自杀行为。
细胞凋亡与细胞增殖的调节机制
细胞凋亡与细胞增殖的调节机制细胞凋亡与细胞增殖是细胞活动中最重要的两个方面。
它们的调节机制对维持细胞数量和组织结构的稳定性、生长发育和治疗疾病等方面都至关重要。
本文将对这两个机制的调节进行阐述和探讨。
细胞凋亡是指细胞自我消亡的过程，也称为程序性细胞死亡。
细胞凋亡的主要机制是通过激活内源性凋亡途径，引发胞内因子激活酶（Caspase）的级联反应，最终导致细胞凋亡。
与此相反，细胞增殖是指细胞自我复制的过程，它通过一系列的信号通路，促进细胞分裂和增殖。
这两个过程在维持细胞数量和组织结构上起着至关重要的作用。
细胞凋亡的调节机制主要包括两个方面：内源性凋亡途径和外源性凋亡途径。
内源性凋亡途径是指通过调节细胞内信号通路和基因表达来控制细胞凋亡的过程。
在此过程中，受损的DNA或出现异常的蛋白质会激活内源性凋亡途径，进而启动Caspase酶子的活化，最终导致细胞凋亡。
外源性凋亡途径是指通过外界刺激（如化学物质、辐射等）来调节细胞凋亡的过程。
外源性刺激作用于细胞表面的受体，引发胞内信号转导，最终激活Caspase酶子，导致细胞凋亡。
细胞增殖的调节机制则包括两个方面：刺激增殖途径和抑制增殖途径。
刺激增殖途径是指通过一系列信号通路，如细胞因子、激素、光环酶等，来促进细胞增殖。
在此过程中，这些因子和受体激活细胞内信号传导通路，最终激活细胞进入增殖周期。
抑制增殖途径是指通过一系列负性调节因子，如肿瘤抑制因子、细胞周期阻滞蛋白、DNA损伤修复蛋白等，来抑制细胞增殖。
这些负性调节因子可以使细胞停滞在特定增殖周期或转化为凋亡状态，从而保持组织的稳定性和正常生理功能。
除了上述两个方面的调节机制外，细胞凋亡和增殖还受到一系列生物化学因素的影响，如细胞外基质环境、代谢物、氧化应激等。
细胞外基质环境可以通过调控胞内和外分子结合，影响细胞凋亡和增殖的过程。
代谢物的浓度变化可以通过调节一系列代谢途径，影响细胞增殖和凋亡。
氧化应激可以在一定浓度范围内调节细胞生理活动，但高浓度时会损伤细胞生理活动，导致凋亡或抑制增殖。
细胞凋亡的分子机制——调节细胞凋亡的相关基因
细胞凋亡的分子机制——调节细胞凋亡的相关基因摘要：细胞死亡是生命过程中的一个组成部分，它有两种不同的方式，即坏死(necro sis) 和细胞凋亡(apop to sis) 。
近年来，随着分子生物学研究的进展，生物学家逐渐认识到细胞凋亡具有特殊的生物学意义，由此形成了新的研究热点。
本文介绍了细胞凋亡的分子机制，即细胞凋亡的基因调控，着重就细胞凋亡的相关基因及其作用作了综述。
关键词：基因细胞凋亡基因调节 1 细胞凋亡的基本问题1972 年，Kerr等首先用“细胞凋亡”这一术语描述了一种不同于坏死的”生理性细胞”死亡的方式，他们强调指出，细胞凋亡不是一种随机的过程，它具有严格的形态学特征。
细胞凋亡又称程序性细胞死亡(programmed cell death，PCD)，但目前普遍认为，二者在概念上是有区别的，前者是形态学上的概念，后者是功能上的概念。
1.1细胞凋亡的形态学变化细胞凋亡的形态学是，细胞核浓缩，染色质密度增高并凝聚在核膜周边；细胞胞浆浓缩，细胞体积变小，内质网膨胀，形成膨胀小泡，线粒体和溶酶体等细胞器聚积，但结构无明显变化;随后，浓缩的细胞核内的染色质片断化，细胞膜逐渐内陷，将细胞分割为多个具有膜包裹的、可迅速被临近的实质细胞或巨噬细胞所吞噬的细胞凋亡小体。
细胞凋亡通常存在于单个细胞，巨噬细胞对它的吞噬以及凋亡细胞的迁移并不引起炎症反应，这是它区别于坏死的最重要的特征。
1.2细胞凋亡的生化改变细胞凋亡与细胞坏死在形态学上的区别是由于发生过程中分子机制不同而决定的。
实际上，细胞凋亡就是某些基因调控下的一系列生化活动，包括以下几个方面。
1.2.1核酸内切酶活化1980年，W yllie以糖皮质激素诱导新生大鼠胸腺细胞凋亡的体外实验模型，研究了细胞凋亡过程中内源性核酸内切酶活性的变化。
发现当细胞凋亡时，细胞核内的核酸内切酶活化，并将核内的DNA链切成缺口，使核内的DNA片断化，片断化后的DNA片在琼脂糖凝胶电泳上呈现特殊的梯状电泳图谱。
细胞凋亡和生长因子的调控和机制研究
细胞凋亡和生长因子的调控和机制研究随着现代医学技术的不断发展，人类对于一些疾病的治疗方法也越来越高效和精准。
而细胞凋亡和生长因子作为目前最为热门的研究领域之一，其调控和机制研究将会为人类的健康事业带来巨大的进步。
一、细胞凋亡的调控机制细胞凋亡，也称细胞自杀，是一种自然而然的程序性细胞死亡现象，是较为重要的重大生物学过程之一。
细胞凋亡的调控机制目前还在不断研究中，主要包括外源性、内源性以及程序本身这三个方面。
外源性调控机制主要是指通过一些外在因素来刺激细胞产生凋亡反应。
常见的刺激因素包括放射线、毒素、化学药物、热休克等。
通过这些因素对细胞的刺激，能够引起细胞凋亡的发生。
内源性调控机制则是指细胞在自身内部某些因素的作用下，产生了凋亡反应。
这些因素包括病毒感染、细胞DNA损伤、细胞膜受损以及无法修复的细胞器损伤等，这些因素产生的累积效应会导致细胞凋亡的发生。
细胞程序本身，也就是指细胞凋亡过程中，必然存在某些分子程序在调控着细胞凋亡的进行。
例如细胞凋亡中的caspase家族以及凋亡信号转导途径等，这些程序的存在是细胞凋亡能够进行的重要保证。
二、生长因子的调控机制生长因子是一类由细胞自身产生并在体内参与调控和维持体内各种功能的蛋白质分子。
在生物体内，生长因子不仅能够调控细胞的生存、增殖、分化、分裂等功能，而且在某些情况下还能够刺激细胞分泌其它物质，从而影响整个生物个体的生理与形态发育。
生长因子的调控机制包括内源性调控和外源性调控。
内源性调控是指生长因子产生于细胞内部，并在细胞内部对细胞本身进行自身的调控。
例如内源性生长因子家族分化因子（diffrention factors）、转录因子（transcription factors）等，这些因子促进细胞的生长、分化等功能。
外源性调控是指环境因素刺激生长因子产生，从而调节细胞的生长。
例如外源性生长因子家族胰岛素样生长因子（insulin-like growth factor，IGF）、表皮生长因子（epidermal growth factor，EGF）、神经生长因子（nerve growth factor，NGF）等，这些生长因子在外部环境中刺激下，能够促进细胞生长、增殖等。
细胞凋亡和坏死的分子机制及其调控
细胞凋亡和坏死的分子机制及其调控细胞凋亡与坏死是两种不同的细胞死亡方式，其分子机制与调控机制在生命科学领域得到了广泛的研究和探讨。
本文旨在介绍细胞凋亡和坏死的分子机制及其调控。
一、细胞凋亡的分子机制及其调控细胞凋亡是一种程序性死亡，其分子机制涉及一系列的细胞信号通路。
细胞凋亡可以被触发通过内源性或外源性信号，如凋亡诱导因子（apoptosis-inducing factor, AIF）、Cytochrome c（cytochrome C, Cyt c）和半胱氨酸蛋白酶（caspase）等。
一般来说，通过三种不同的通路调控激活半胱氨酸蛋白酶酶，这些通路分别是：线粒体途径，死亡受体途径和内源性通路。
线粒体途径是一种最常见的细胞凋亡途径。
在此途径中，细胞内诱发因子如柿蒂素（tumor necrosis factor-alpha, TNF-α）或同型半胱氨酸（L-Hcy）通过诱导线粒体膜的通透性，释放出 Cyt c，进而引发凋亡的级联反应。
Cyt c 释放与线粒体外膜合同作用蛋白（Bcl-2 family, Bcl-2家族）成员的蛋白酶作用有关。
这些蛋白包括较强的抗凋亡类型的调节蛋白Bcl-2和Bcl-xl和促凋亡类型的Bax、Bak等。
Bax和Bak可以诱导线粒体透性通道蛋白 VDAC（voltage-dependent anion channel）的打开，使N-端区域露出，从而释放 Cyt c 到细胞质中。
死亡受体途径是另一种触发细胞凋亡的途径。
通过与死亡配体进行结合，死亡受体（如TNF超家族受体，Fas受体等）会从细胞膜中释放出一个信号分子——被激发的死亡域（FADD）。
FADD反过来将底物caspase-8招募到细胞膜附近形成覆盖死亡信号复合体（DISC），并激活caspase-8的切割，形成活性caspase-8。
caspase-8可以直接切割和激活caspase-3，从而引发细胞凋亡。
caspase-8介导的途径也被称为外源性途径。
细胞凋亡的分子机理
细胞凋亡的分子机理细胞凋亡是一种重要的生物学过程，它在正常的发育、维持组织的稳态以及免疫反应中发挥着关键作用。
相对于细胞不断分裂的增殖，凋亡是一个精确而有选择性的过程，只消耗了相对较少的能量，因此被认为是一种高效的细胞死亡方式。
在细胞发生重大损伤、受到异物侵入或某些信号的刺激等情况下，凋亡将成为细胞自我保护的重要途径。
凋亡的分子机理主要与三类分子相关：Bcl-2家族的蛋白、异源性死亡因子受体（Fas、TNF-α受体等）及其配体、及胞内酶系统。
Bcl-2家族的蛋白Bcl-2家族共有18个成员，其中包括两类蛋白家族：抑制凋亡的Bcl-2相似蛋白（Bcl-2、Bcl-XL、Bcl-w等）和促进凋亡的Bax-like蛋白（Bax、Bak等）。
Bcl-2相似蛋白在细胞凋亡过程中发挥重要的抗凋亡作用。
它们主要通过两个机制抑制凋亡：第一，它们可以结合到线粒体的外膜上，阻止线粒体膜通透性转移蛋白（TDP），从而防止线粒体膜通透性的增加和线粒体膜电位的下降。
第二，它们可以结合到细胞质中的凋亡调节酶（caspase）上，抑制凋亡酶的激活，从而防止凋亡的进一步发生。
相反，Bax-like蛋白是P53介导的PTEN磷酸酶的下游因子，它们在凋亡过程中扮演了关键的促凋亡作用。
Bax-like蛋白本身在非凋亡细胞中处于未活化状态，可以与Bcl-2相似蛋白相互作用。
当细胞受到一定信号（如DNA损伤）时，P53与MDM2分子之间的相互作用被抑制，P53得以积累。
积累的P53可以激活促凋亡蛋白Bax/Bak，从而释放Bcl-2相似蛋白的抑制作用，P53也可以通过调节Bax/Bak在线粒体膜上的定位来促进外膜通透性的改变，释放线粒体细胞色素C(Cyt c)等含有凋亡的蛋白质到细胞质中，进而引发凋亡酶（caspase）的活化，最终导致细胞的凋亡。
异源性死亡因子受体及其配体细胞凋亡也可以通过外源性成分来触发。
异源性死亡因子受体（又称死亡受体，DR）和其配体（如Fas配体和TNF超家族配体等）是调节外源性信号介导凋亡的关键分子。