维甲酸调控IGF-2 基因对软骨细胞促凋亡的作用

维甲酸调控IGF-2基因对软骨细胞促凋亡的作用

郭磊1?赵玉岩2?张世亮1?刘魁1?高晓宇1

【摘?要】 目的?探讨维甲酸对软骨细胞凋亡的影响及细胞内IGF-2的表达规律。?方法?1月龄雄性中国白兔1只，体重约500?g。取兔双膝关节股骨髁软骨，采用胰酶消化法体外培养白兔软骨细胞。取第2代软骨细胞，培养液内加入终浓度为1×10-6?mol/L的全反式维甲酸（all-trans-retinoic?acid，ATRA）25 μL（实验组），作用24?h；对照组加入25 μL DMEM液作为对照。采用细胞免疫组织化学法观察软骨细胞中Ⅱ型胶原的分泌变化，流式细胞仪检测软骨细胞凋亡率，RT-PCR半定量分析软骨细胞中IGF-2?mRNA的表达，Western?blot?印迹杂交鉴定软骨细胞中IGF-2蛋白质表达。?结果?实验组ATRA抑制了软骨细胞中Ⅱ型胶原的表达。流式细胞仪检测实验组软骨细胞凋亡率为21%?±?2%，较对照组（5%?±?1%）增加了5倍；RT-PCR检测实验组IGF-2?mRNA的表达为0.2?±?0.1，较对照组（0.8?±?0.2）降低75%；Western?blot印迹杂交分析发现，实验组软骨细胞IGF-2的表达为0.3?±?0.1，较对照组（0.7?±?0.2）降低了57％；各指标组间比较差异均有统计学意义（P?

【关键词】 维甲酸 软骨细胞 凋亡 IGF-2 基因表达

中图分类号：?R681.6?Q812 文献标志码：A

PRO-APOPTOTIC EFFECT OF RETINOIC ACID ON CHONDROCYTE THROUGH REGULATION ON GENE EX-PRESSION OF IGF-2/GUO Lei1,ZHAO Yuyan2,ZHANG Shiliang1,LIU Kui1,GAO Xiaoyu1.1Department of Orthopedic Surgery,2Department of Endocrinology,the First Affiliated Hospital,China Medical University,Shenyang Liaoning,110001, P.R.China.Corresponding author:GUO Lei,E-mail:G572@https://www.wendangku.net/doc/2c3387144.html,

【Abstract】 Objective To investigate the effect of retinoic acid(RA)on cell apoptosis and gene regulation of IGF-2 in chondrocyte.?Methods?One1-month-old Chinese rabbit weighted500g was used in this experiment.The chondrocyte from rabbit knee were cultured by enzyme digestion.Twenty-fiveμL all-trans-retinoic acid(ATRA)(1×10-6mol/L)were added in the media of cultured chondrocyte for24hours as experimental group,while25μL DMEM were added as control group.The secretion of collagenⅡwas observed by immunohistochemistry method,cell apoptosis was detected by flow cytometry,IGF-2 mRNA and protein expression in chondrocyte were detected by RT-PCR and Western blot analysis.?Results?The expression of collagenⅡwas down-regulated by ATRA in the experimental group.The cell apoptosis in chondrocyte exposed to ATRA at 1?×10-6mol/L was21%?±?2%,which increased5times compared with the control group（5%?±?1%）.The IGF-2mRNA and protein level in the experimental group were decreased75%and57%,respectively,compared to the control group.There were significant difference between the experimental group and control group in each index(P?

【Key words】 Retinoic acid Chondrocyte Apoptosis IGF-2 Gene expression

Foundation items:National Natural Science Foundation of China(30500414);Science Foundation of Educational Bureau of Liaoning Province(05L508,20061010)

维甲酸类物质是维生素A的衍生物，在调控多种组织和细胞的形态发生、增殖分化、生长发育、代谢及维持内环境稳定等方面具有广泛的生物学活性。全反式维甲酸（all-trans-retinoic?acid，ATRA）是维生素A

基金项目：国家自然科学基金资助项目（30500414）；辽宁省教育厅高等学校科学研究资助项目（05L508，20061010）?

作者单位：1?中国医科大学附属第一医院骨科（沈阳，110001），2?内分泌科

通讯作者：郭磊，副教授，硕士导师，研究方向：骨关节，E-mail:?G572@https://www.wendangku.net/doc/2c3387144.html, 衍生物在体内的自然存在形式。在骨微环境中，有许多生长因子参与调控成骨细胞的代谢，其中IGF家族成员——IGF-2具有调控骨细胞代谢的重要作用[1]。我们的研究探讨ATRA对软骨细胞内IGF-2在基因转录及翻译水平的调控作用，以及对软骨细胞分泌及凋亡功能的影响，旨在为软骨细胞凋亡代谢的可控性研究提供新的干预靶点。

1?材料与方法

1.1?实验动物与试剂、仪器

1月龄雄性中国白兔1只，体重约500?g，由中国医科大学动物实验中心提供（Ⅱ级动物）。胶原酶Ⅱ型、小牛血清、胰蛋白酶、DMEM、Trizol?RNA?抽提试剂（Gibco公司，美国）；MTT、Ⅱ型胶原单抗、碘化丙啶（propidium?iodide，PI）、ATRA（Sigma公司，美国）；M-MLV逆转录试剂盒、PCR试剂（Promega公司，美国）；IGF-2、β-actin引物由上海生物工程有限公司合成；兔抗鼠多克隆IGF-2抗体（Santa?Cruz公司，美国）；GAPDH（上海生物通公司）；其他试剂为国产分析纯。FACScan流式细胞仪（Bacton Dickonson公司，美国）；GDS8000凝胶自动成像仪（UVP公司，美国）。

1.2?软骨细胞分离及培养

无菌条件下取兔双侧膝关节，70%酒精冲洗，切取兔双膝股骨髁软骨，含20%小牛血清的DMEM漂洗后，置入0.2%胶原酶Ⅱ型（用20% DMEM配制），眼科剪剪碎，37℃、5%?CO2培养箱中消化6?h，成絮状，离心半径10?cm，1500?r/min离心5?min，弃上清，200目不锈钢筛网过滤后分装入培养瓶，加入含20%小牛血清的DMEM进行原代培养。第1次传代用0.2%胰酶消化，然后以1∶2传入6孔培养板中。

1.3?维甲酸诱导软骨细胞凋亡

取第2代软骨细胞，常规培养于10% DMEM培养液（含10%胎牛血清、100?U/mL青霉素、100 μg/mL链霉素），在37℃、5%?CO2培养箱中贴壁生长。培养24?h 达对数生长期进行ATRA干预实验。实验组培养液内加入25 μL ATRA溶解液，使培养液ATRA终浓度为1?×?10-6?mol/L，ATRA剂量参考文献[2-3]；对照组，加入25 μL DMEM液作为对照。用药后继续培养24?h，收集细胞。实验重复5次。

1.4?检测指标

1.4.1?免疫组织化学检测Ⅱ型胶原的变化 对第3代细胞采用细胞爬片技术，待细胞接近融合时取下载玻片，PBS浸泡3次，每次5?min；3%过氧化氢室温下孵育10?min；PBS浸泡3次，每次5?min；10%正常山羊血清室温下封闭20?min；弃血清，滴加1∶100的Ⅱ型胶原单抗，4℃过夜；PBS浸泡3次，每次5?min；滴加1∶30的二抗，37℃孵育30?min；PBS浸泡3次，每次5?min；滴加1∶300的辣根过氧化物酶标记链酶卵白素，37℃孵育30?min；PBS浸泡3次，每次5?min；DAB 显色，自来水冲洗，复染，封片。镜下观察细胞形态，若出现棕黄色着色颗粒，则为阳性表达。

1.4.2?流式细胞仪检测软骨细胞凋亡?收集经ATRA 诱导培养的细胞，用预冷4℃的PBS吹打、胰酶消化，以离心半径10?cm，1?000?r/min离心3?min，弃上清；70%酒精固定，同上法离心3?min，弃酒精，重悬于4℃的PBS过夜；同上法离心3?min，弃PBS，加0.6?mL?PI 染液，避光染色30?min，应用FACScan流式细胞仪测定细胞周期。 FL2-H（PI的荧光值）测定DNA含量，采用CELLQuest软件进行细胞周期解析。

1.4.3?细胞总RNA提取及RT-PCR检测?按Total?RNA?Isolation?System说明分别提取软骨细胞的总RNA。按照M-MLV逆转录试剂盒说明将细胞总RNA 的mRNA逆转录成cDNA，引物为Oligo?dT。PCR体系：25 μL体系中cDNA 2 μL，1×PCR?缓冲液，15?mmol/L?氯化镁，4种dNTPs各25 μmol/L，引物50?pmol/L,?Taq酶1?U。引物序列：?IGF-2上游引物5'-TCT-CATCTCTTTGGCCTTCG-3'，下游引物5'-TTCACT-GATGGTTGCTGGAC-3'，扩增片段508?bp；β-actin上游引物5'-AGAGCTACGAGCTGCCTGAC-3'，下游引物5'-?AGTACTTGCGCTCAGGAGGA-3'，扩增片段299?bp。PCR反应条件同前[2]。PCR产物进行1.0%琼脂糖凝胶电泳1?h，电压为80?V，将凝胶置GDS8000凝胶自动成像仪中，采用Gels work-ID软件分别对目的基因及内参照β-actin 的扩增产物进行半定量分析。每个组检测5次。

1.4.4?细胞总蛋白质提取及Western?blot印迹杂交?细胞裂解液裂解软骨细胞，超声波处理，离心半径10?cm，12?000?r/min离心2?min，取上清，测定总蛋白含量。已溶解于加样缓冲液的总蛋白质经10% SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳分离，100?V电泳转移至硝酸纤维膜上，5%脱脂奶粉封闭液封闭2?h，1∶300稀释IGF-2抗体（兔抗鼠多克隆抗体）进行Western?blot蛋白印迹杂交，40℃孵育过夜。1∶300稀释的二抗（ALP偶联的羊抗小鼠IgG）孵育2?h，采用DAB显色试剂盒显影并检测，以GAPDH作为内参照。每个组检测5次。1.5?统计学方法

采用SPSS12.0统计软件包进行分析。数据以均数?±?标准差表示，组间比较采用方差分析和t检验，P值＜0.05为有统计学意义。?

2?结果

2.1?维甲酸对软骨细胞分泌及凋亡功能的影响

细胞免疫组织化学检测Ⅱ型胶原发现，对照组软骨细胞胞浆内可见较多棕黄色着色颗粒（图1?a）；实验组ATRA作用24?h后，软骨细胞内Ⅱ型胶原的表达较对照组明显减少（图1?b）。流式细胞仪检测软骨细胞凋亡发现，实验组ARTA能明显促进软骨细胞凋亡，出现明显亚二倍体峰，即凋亡细胞峰，凋亡率为21%?±?2%，较对照组凋亡率（5%?±?1%）增加了5倍，二者差异有统计学意义（P?

图1?免疫组织化学染色观察Ⅱ型胶原变化（×?200

） 对照组

实验组

Fig.1 Expression of collagenⅡ in the cells of two groups by immuno-

histochemistry（×200）

?Control?group

?Experimental?group

2.2?维甲酸对IGF-2表达的调控作用

RT-PCR分析发现，软骨细胞中有IGF-2?mRNA和

蛋白质表达（图2）；实验组ATRA作用软骨细胞24?h

后，细胞内IGF-2?mRNA的表达为0.2?±?0.1，较对照组

（0.8?±?0.2）降低了75%（图2），且组间差异有统计学

意义（P?

组ATRA作用24?h后，软骨细胞中IGF-2蛋白质的表

达为0.3?±?0.1，较对照组（0.7?±?0.2）降低了57%（图3），

组间比较差异有统计学意义（P?

图2?RT-PCR检测软骨细胞中IGF-2?mRNA表达M：Marker 1：对

照组 2：实验组?图3?Western?blot?印迹杂交分析软骨细胞中IGF-2?

的表达?1：对照组?2：实验组

?

IGF-2?β-actin

Fig.2 Expression of IGF-2 mRNA in chondrocyte?M：Marker?1：Con-

trol?group?2：Experimental?group?Fig.3 Expression of IGF-2 protein

in chondrocyte?1：Control?group?2：Experimental?group

?IGF-2

?

β-actin

3?讨论

ATRA由维生素A经细胞内一系列脱氢酶的作用

而生成。ATRA可以与受体结合参与基因表达的调控，

也可与胞浆维甲酸结合蛋白结合经P450氧化降解[4]。

ATRA是诱导细胞分化剂，可以促使多种未分化或低

分化细胞向终末细胞分化。在多种肿瘤细胞系的研究

中发现，ATRA具有抑制肿瘤细胞生长，诱导细胞分化

及凋亡的作用[5]。研究中我们发现1×10-6?mol/L剂量

的ATRA抑制了体外培养的软骨细胞内Ⅱ型胶原的合

成和分泌，软骨细胞凋亡明显增加。因此，我们认为低

生理浓度的ATRA对体外培养的软骨细胞具有促凋亡

作用。

软骨细胞的转分化、增殖及分泌功能及凋亡被多

数学者公认为是骨骼发育、生长、重塑过程的关键环

节[6]。在胚胎发育期间，躯干和四肢骨均通过软骨内

成骨而形成。软骨中虽然软骨细胞只占很少的一部

分，但其生存或死亡在骨性关节炎关节软骨退变中起

重要作用[7]。在胚胎早期，间充质细胞聚集并分化为

软骨细胞和包绕软骨的软骨膜细胞，纤维粘连素程序

化分布，部分软骨细胞转分化为增殖性软骨细胞、无增

殖活性的肥大软骨细胞、终末分化的肥大软骨细胞；随

着软骨细胞的增殖、表型转化、ECM钙化以及外周血

管侵入，肢体骨的原发性骨化中心逐渐形成[8-9]。在软

骨细胞的转分化过程中，涉及许多基因、细胞因子和多

条信号转导通路的激活，如丝裂原活化蛋白激酶、早期

生长反应因子?1、Sox9、NF-κB等[10-11]。目前研究已证

实，IGF-2可促进多种来源的软骨细胞分裂增殖和软

骨基质合成[12-14]。不同发育时期的软骨细胞对IGF-2

有不同的敏感性[15]。软骨生长板内的软骨细胞有丰

富的IGF-2受体，对IGF-2的作用十分敏感[16]。研究

表明，在大鼠出生早期，长骨骨端软骨内有较高水平的

IGF-2?mRNA表达，而IGF-1?mRNA表达则较低[17]。

IGF-2刺激骨细胞合成Ⅰ型胶原，并加快骨基质的沉

积速度，降低骨胶原蛋白的分解和抑制胶原蛋白酶-3

的合成[18]。IGF-2能有效促进骨细胞的有丝分裂和

功能分化，增强ALP活性和钙盐沉着，对骨骼体积增

大及长度延长均有重要作用[19-20]。研究中，我们发现

1?×?10-6?mol/L?ATRA诱导软骨细胞中IGF-2?mRNA和

蛋白表达水平均明显降低，在基因转录及翻译水平下

调IGF-2表达，从而促进软骨细胞调亡。我们认为，作

为维甲酸的靶基因，IGF-2与骨生长发育、软骨细胞生

长代谢密切相关，维甲酸调节IGF家族基因的表达，可

能是其参与骨生长发育的作用机制之一。

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1000

500

300

bp M1212

2

3a

3b

1a1b

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（收稿：2007-04-09 修回：2007-10-12） （本文编辑：俞军?董奇男）

?读者?作者?编者?

关于图表的要求

本刊对文稿中的表和图要求设计应科学、简洁。图表均分别按其出现先后次序连续编码，并冠以图（表）题。说明性的资料应置于图（表）下方注释中，并在注释中标明图表中使用的全部非公知公用的缩写及表中的统计学处理。均采用三线表，表内数据同一指标有效位数一致，均数及标准差小数点后保留位数一致。需附中英文图题、表题及图注、表注。黑白图片必须具有良好的清晰度及对比度，层次分明，彩色照片要求色彩鲜明，图像清晰。图片或照片大小要基本一致。图不宜过大，最大宽度半栏图不超过7.5?cm，通栏图不超过16.5?cm，高与宽比例以5∶7为宜。图注应附于图下或文后，不要粘贴，背面用铅笔注明作者姓名、图序号，并表明上、下方向，照片中需说明的部位请以箭头或字母标注，在图注中说明。图片及照片不得折损。若刊用人像，应征得本人书面同意，或遮盖其能辨认出系何人部分（眼睛）。大体标本照片在图内最好有尺度标记。组织学图片需注明染色方法和放大倍数。

本刊编辑部

2008-01-30

人教版高中生物必修一第6章 《细胞的生命历程》单元测试题(解析版)

第6章《细胞的生命历程》单元测试题 一、单选题(每小题只有一个正确答案) 1.下列发生了细胞分化且能体现体细胞全能性的生物学过程是() A．玉米种子萌发长成新植株 B．小鼠骨髓造血干细胞形成各种血细胞 C．小麦花粉经离体培养发育成单倍体植株 D．胡萝卜韧皮部细胞经组织培养发育成完整植株 2.下图是某二倍体动物的几个细胞分裂示意图，据图判断错误的是() A．若按分裂的先后顺序排列，应为②→②→②→② B．图②到②构成了一个完整的细胞周期 C．正常情况下，图②所示细胞两极染色体形态和数目相同 D．图②所示时期是观察染色体形态和数目的最佳时期 3.在测量琼脂块变色深度的方法中，正确的测量方法是(虚线表示测量位 置)() A．B．C．D． 4.甲图是洋葱根尖生长点连续分裂的细胞在各个时期细胞核内DNA含量 的测定结果，乙图是一组目镜标有5×和16×字样、物镜标有10×和40×字 样的镜头，丙图是某同学在乙图中选用的一组能放大160倍的镜头组合所 观察到的图像。欲将丙图视野中处于甲图e时期的细胞移至视野中央进行 640倍高倍镜观察，正确的镜头组合及操作程序应是() A． (1)×(4)；左上方 B． (1)×(3)；右下方 C． (2)×(3)；右下方

D． (2)×(3)；左上方 5.观察风信子根尖细胞的永久装片时，可在视野中找到图中的几种形态的细胞，其细胞内a、b、c的数量关系符合直方图所示的是(a是染色体数，b是染色单体数，c是DNA分子数) () A． ②② B． ②② C． ②② D． ②② 6.下列关于人体造血干细胞及其分化的叙述，正确的是() A．造血干细胞分化形成红细胞、B细胞、T细胞等的过程中，其全能性得到表现 B． B细胞属于高度分化的体细胞，不能再继续分化 C． T细胞和B细胞分化、发育的场所不同 D．在不发生突变的情况下，T细胞和B细胞中的RNA部分相同，部分不相同 7.在造血干细胞分化为B细胞的过程中，细胞内发生相应变化的是() A．蛋白质种类 B．基因种类 C．细胞器种类 D．转运RNA种类 8.关于高等动、植物细胞有丝分裂的叙述，正确的是() A．核分裂时，染色体的活动不同 B．细胞质的分裂方式相同 C．纺锤体的形成和消失方式相同

(整理)凋亡相关的基因和蛋白

细胞凋亡和细胞增殖都是生命的基本现象，是维持体内细胞数量动态平衡的基本措施。在胚胎发育阶段通过细胞凋亡清除多余的和已完成使命的细胞，保证了胚胎的正常发育；在成年阶段通过细胞凋亡清除衰老和病变的细胞，保证了机体的健康。和细胞增殖一样细胞凋亡也是受基因调控的精确过程，在这一节我们就细胞凋亡的分子机理作简要的介绍。 细胞凋亡的途径主要有两条，一条是通过胞外信号激活细胞内的凋亡酶caspase、一条是通过线粒体释放凋亡酶激活因子激活caspase。这些活化的可将细胞内的重要蛋白降解，引起细胞凋亡。 一、凋亡相关的基因和蛋白 细胞凋亡的调控涉及许多基因，包括一些与细胞增殖有关的原癌基因和抑癌基因。其中研究较多的有ICE、Apaf-1、Bcl-2、Fas/APO-1、c-myc、p53、ATM等。 1．Caspase家族 Caspase属于半胱氨酸蛋白酶，相当于线虫中的ced-3，这些蛋白酶是引起细胞凋亡的关键酶，一旦被信号途径激活，能将细胞内的蛋白质降解，使细胞不可逆的走向死亡。它们均有以下特点：①酶活性依赖于半胱氨酸残基的亲核性；②总是在天冬氨酸之后切断底物，所以命名为caspase（cysteine aspartate-specific protease），方便起见本文称之为凋亡酶； ③都是由两大、两小亚基组成的异四聚体，大、小亚基由同一基因编码，前体被切割后产生两个活性亚基。 最早发现人类中与线虫ced-3同源的基因[1]是ICE，即：白介素-1 β转换酶（Interleukin-1 β-converting enzyme）基因，因该酶能将白介素前体切割为活性分子，故名。通过cDNA杂交和查找基因组数据库，在人类细胞中已发现11个ICE同源物[2]，分为2个亚族（subgroup）：ICE亚族和CED-3家族（图15-6），前者参与炎症反应，后者参与细胞凋亡，又分为两类：一类为执行者（executioner或effector），如caspase-3、6、7，

高中生物复习总结细胞的分化、衰老、凋亡和癌变

专题17 细胞的分化、衰老、凋亡和癌变 一、基础知识必备 1、细胞分化 （1）概念:在个体发育中,由一个或一种细胞增殖产生的后代,在形态、结构和生理功能上发生稳定性差异的过程。 （2）时间:发生在整个生命进程中,胚胎时期达到最大程度。 （3）结果:形成不同的组织和器官。 （4）特点:稳定性、持久性和普遍性和不可逆性。 （5）实质:基因的选择性表达。 （6）意义:是生物个体发育的基础；使多细胞生物体中的细胞趋向专门化,有利于各种生理功能的高效表达。 2、细胞的全能性 （1）概念 已分化的细胞,仍然具有发育成完整个体的潜能 （2）原因 细胞中含有发育成生物体所需要的全套遗传信息。 （3）条件 离体、一定的营养物质(无机盐、维生素、氨基酸等)、激素和适宜的外界条件(适宜的温度、pH 等)。 3、衰老细胞的特征 4、细胞的凋亡 （1）概念:由基因所决定的细胞自动结束生命的过程。 （2）原因:受到严格的由遗传机制决定的程序性调控。 （3）类型{ 个体发育中细胞的编程性死亡成熟个体中细胞的自然更新被病原体感染的细胞的清除

（4）意义{ 保证多细胞生物体完成正常发育维持内部环境的稳定抵御外界各种因素的干扰 5、细胞的癌变 （1）概念:由于致癌因子的作用,细胞中的遗传物质发生变化,变成了不受机体控制的、连续进行分裂的恶性增殖细胞。 （2）主要特征 （3）致癌因子:物理致癌因子、化学致癌因子、病毒致癌因子。 （4）原癌基因主要负责调节细胞周期,控制细胞生长和分裂的进程;抑癌基因主要阻止细胞不正常的增殖。 二、通关秘籍 1、细胞分化使细胞类型增多,数目不变;细胞分裂使细胞数目增多,但细胞类型不变;细胞分裂是细胞分化的基础。细胞分化的本质是基因的选择性表达,多细胞生物不同类型的细胞中mRNA 和蛋白质种类不同,但体细胞DNA 都相同,所以细胞分化过程中细胞内的遗传物质不改变。 2、细胞衰老贯穿于整个个体发育过程中,多细胞生物体内的细胞总是不断地更新,总有一部分细胞处于衰老或走向死亡的状态。 3、细胞凋亡是正常的生理现象,对生物体生命活动具有积极意义。 4、细胞坏死与细胞凋亡不同,细胞坏死是细胞的非正常死亡。 5、不是只有癌细胞中才存在原癌基因,正常细胞中也存在原癌基因。 6、原癌基因和抑癌基因不是简单的拮抗关系,二者共同对细胞的生长和分化起着调节作用。 对点训练 1、细胞生长，其表面积增大，导致细胞的物质交换效率升高 （ ） 【解析】随着细胞生长，细胞体积增大时，细胞表面积/体积减小，相对表面积减少，导致物质运输速率下降，错误。

细胞凋亡与疾病

细胞凋亡与疾病 一、单项选择题 ．细胞增殖周期的顺序依次是（） A G1→M→G2→S B G1→S→G2→M C M→G1→G2→S D S→G1→M→G2 3.关于p53基因下列哪项说法不正确（） A．p53有“分子警察”的美誉 B．p53蛋白负责检查DNA是否损伤 C．p53蛋白可启动DNA修复机制 D．p53基因突变后可促进细胞凋亡 [答案] D 8.关于细胞凋亡下列说法哪项不正确（） A．细胞凋亡是由内外因素触发预存的的死亡程序的过程B．其生化特点是有新的蛋白质合成 C．其形态学变化是细胞结构的全面溶解 D．凋亡过程受基因调控 [答案] C 9.清除体内受损、突变、衰老细胞的主要方式是（） A．细胞坏死 B．免疫调理 C．肝脏处理 D．细胞凋亡 [答案] D

10.凋亡细胞的清除是指已经凋亡的细胞（） A．经肾脏排出体外 B．经肝脏灭活 C．被邻近的吞噬细胞吞噬 D．经水合酶水解 [答案] C 12.细胞凋亡的主要执行者是（） A．核酸内切酶 B．溶酶体酶 C．巨噬细胞 D．蛋白激酶C [答案] A 13.凋亡细胞特征性的形态学改变是（） A．溶酶体破裂 B．染色质边集 C．形成凋亡小体 D．细胞肿胀 [答案] C 15.凋亡蛋白酶的主要作用是（） A．执行染色质DNA的切割任务 B．灭活细胞凋亡的抑制物 C．抑制细胞生长因子 D．激活内源性核酸内切酶 [答案] B 16.含锌药物可用于治疗某些凋亡过度的疾病，其理由是（） A．Zn2+可防止线粒体Δψm下降

B．Zn2+阻止细胞内钙超载 C．Zn2+可抑制核酸内切酶的活性 D．Zn2+可促进细胞的增殖 [答案] C 17. 人免疫缺陷病毒（HIV）感染引起的AIDS关键的发病机制是（） A．CD4+淋巴细胞选择性增生，相关免疫反应功能增强 B．CD4+淋巴细胞选择性破坏，相关免疫缺陷 C．Fas基因表达下调，T淋巴细胞死亡增加 D．Fas基因表达下调，B淋巴细胞增殖过度 [答案] B 18.目前研究表明，AD造成神经原丧失的主要机制是（） A．细胞坏死 B．乙酰胆碱合成减少 C．神经递质分布异常 D．细胞凋亡 [答案] D 19.细胞凋亡不足与过度并存的疾病是（） A．心力衰竭 B．动脉粥样硬化 C．胰岛素依赖性糖尿病 D．肝癌 [答案] B 20.与细胞凋亡过度有关的疾病是（） A．帕金森氏病 B．结肠癌 C．肺癌

细胞凋亡及相关因素的研究进展

细胞凋亡及相关因素的研究进展 论文摘要：细胞凋亡(Apoptosis)是一种生理性死亡Physiogicalcell death，PCD)，是细胞对内外信息刺激的 应答反应，[1]它与细胞的生长、分化一样．属于最基本的 细胞学事件或过程．它决定着生物体的基本特征和转归．是胚胎发生和个体发育中清除细胞以维持细胞数目正常的调 节机制。 [2]当组织细胞发生异常调亡时，即可引起疾病的发生。一般来讲．凋亡过多会引起退行性变或早衰，调亡过少．易诱发肿瘤。[3] 因此，细胞凋亡近年来引起生命科学研究领域的广泛关注。本文仅就细胞调亡的概念及相关因素作一简要的概述。 【Summary】 Apoptosis is a kind of Physiogicalcell death and a reaction of cells to around informations stimulate .[1] It is same as cells’ growth and differentiation which belong to the basic cell subject’s incident or process.it decide living things’essential character- Istics ,and used to clear away cells to keep it rgular number’s regulation mechanism in the procees of embryo occur and individual growth.[2]there will couse ill- Ness when the organization cells come into being particularly apoptosis .Generally speaking ,more cell

细胞凋亡的生物学意义与其相关基因

第一节细胞凋亡的生物学意义及其相关基因 对于一个多细胞生物来说，要维持完整性和保持平衡性，凋亡是一个非常重要的生物学过程。多细胞生物的诞生、生长、发育、存活以及死亡，无一不伴随着细胞凋亡过程。 关于细胞增殖能力和寿命是有限的观点。细胞，至少是培养的二倍体细胞，有一定的寿命；它们的增殖能力不是无限的，而是有一定的界限，这就是 Hayflick 界限。癌细胞或培养的细胞系是不正常细胞，其染色体数目或形态已经不同于原先的细胞细胞的增殖能力与供体年龄有关。物种寿命与培养细胞寿命之间存在着一定的关系。 一、细胞衰老 二倍体细胞的衰老是由细胞本身决定的。决定细胞衰老的因素在细胞内部，而不是外部的环境；是细胞核而不是细胞质决定了细胞衰老。在机体内，细胞的衰老和死亡是常见的现象，甚至在个体发育的早期也会发生;衰老动物体内，细胞分裂速度显著减慢，其原因主要是G1期明显延长;衰老个体内的环境因素影响了细胞的增殖和衰老; 二、衰老细胞结构的变化 细胞核的变化： 体外培养的二倍体细胞，细胞核随着细胞分裂次数的增加不断增大；细胞核的核膜内折（invagination）、染色质固缩化。 2. 内质网的变化： 衰老动物内质网成分弥散性地分散于核周胞质中，粗面内质网的总量似乎是减少了。 3.线粒体的变化： 通常细胞中线粒体的数量随龄减少，而其体积则随龄增大；致密体的生成：脂褐质，老年色素等。 4.膜系统的变化： 衰老的细胞，其膜流动性降低、韧性减小。衰老细胞间间隙连接减少；细胞膜

内（P面）颗粒的分布也发生变化（减少）三、细胞衰老的分子机理氧化性损伤学说：代谢过程中产生的活性氧基团或分子（ROS---O2-， OH-， H2O2），引发的氧化性损伤的积累，最终导致衰老。 端粒与衰老：发现端粒长度确实与衰老有着密切的关系，提出细胞衰老的“有丝分裂钟”学说（Harley,1990）。 rDNA与衰老: 酵母染色体外rDNA 环的积累，导致细胞衰老。 沉默信息调节蛋白复合物与衰老：复合物存在于异染色质区，其作用在于阻断所在位点DNA转录。. 细胞衰老的分子机理：基因和WRN基因与衰老：SGS1基因和WRN基因同源,编码解旋酶;酵母sgs1突变体寿命明显短于野生型（平均代:代）; wrn突变引发早老症. 2.发育程序与衰老: 线粒体DNA与衰老: Sen-DNA(80年代);mtDNA突变积累与细胞衰老有关 (一)细胞死亡的方式死亡是生命的普遍现象，但细胞死亡并非与机体死亡同步。正常的组织中，经常发生“正常”的细胞死亡，它是维持组织机能和形态所必需的。 细胞死亡的方式通常有3种： ①细胞坏死（necrosis） ②细胞凋亡（apoptosis） ③细胞程序性死亡（programmed cell death，PCD） 影响因素:化学因素（如强酸、强碱、有毒物质）、物理因素（如热、辐射）、生物因素（如病原体）、坏死细胞的形态改变。 病理过程 酶性消化：参与此过程的酶，如来源于死亡细胞本身的溶酶体，则称为细胞自溶（autolysis）；若来源于浸润坏死组织内白细胞溶酶体，则为异溶（heterolysis）蛋白变性 坏死细胞的形态改变

骨质疏松研究的现状与展望

?专论? 作者单位:410011长沙,中南大学湘雅二医院代谢内分泌研究所 骨质疏松研究的现状与展望 廖二元 骨质疏松症(OP )是严重威胁老年人身心健康的常见疾病,随着人均寿命的延长,老年性骨质疏松症发病率逐年增加。近年来,在骨代谢调节和骨质疏松发病机制的研究方面有了许多进展,临床诊断治疗水平也迅速提高,进一步揭示OP 的发病机制和抗骨质疏松药物的作用原理将有助于推动OP 防治工作的迅速发展。 一、骨代谢的偶联调节研究 成熟骨组织主要靠骨重建进行着持续的、循环性的破骨与成骨过程,这一过程的有序性偶联调节是维持正常骨量和骨的生理功能的基础。许多激素、细胞因子、生长因子互相联系,相互制约,控制着骨的代谢水平(骨代谢率)和破骨/成骨活性的平衡,以维持正常骨量和骨的生物学质量。骨重建的特点是:(1)发生于所有骨组织的所有骨表面和衬面;(2)与骨构塑不同,骨重建无方向性,但存在循环周期(骨重建周期);(3)骨的形成和吸收由骨的细胞来完成,但作用的部位主要在骨基质;(4)骨重建的成骨和破骨过程是相互依赖、相互影响和制约的,可以说没有破骨过程就没有成骨过程,反之亦然。 调节骨代谢偶联过程的因素很多,通常可分为下列若干种类型与层面。 1.循环激素(整体层面):主要有甲状旁腺素(PTH )、降钙素和1,252(OH )2D 3;生长激素(GH )则可能主要通过胰岛素样生长因子(IGF )2Ⅰ在局部起作用,其他激素如甲状腺激素、性激素、糖皮质激素、胰岛素、维生素等在生理条件下,对骨代谢的调节作用较弱,但在某些病理情况下,可导致多种代谢性骨病。 2.骨量的遗传性决定因子(基因2分子层面):自从认识到维生素D 受体基因变异与骨量的关系以来,目前认为骨量的75%左右是由遗传因素决定 的,这些因子可能还包括雌二醇受体、降钙素受体、β3肾上腺素能受体、 糖皮质激素受体的基因类型,以及转化生长因子(TGF )2β1、白细胞介素(IL )26、IL 21受体拮抗物、PTH 、IGF 2Ⅰ、Ⅰ型胶原α1链、骨钙素等的基因多态性等。此外,还鉴定出一些与骨 量有关的遗传位点(HLA 标志物、11q12213、11q 、 1p36、2p23224、4q32234等)。这些基因(或位点)的多态性类型组成个体的特定骨代谢类型,进一步研究他们与OP 的关系,找出我国各民族骨质疏松的易感基因类型,有助于评价本病的预后和风险性。建立易感基因的表达型基因芯片技术,可能是常规与大量筛选OP 易感人群、早防早治OP 的重要途径和发展方向。 3.旁分泌调节(组织2细胞层面):在某一个体,由于上述的循环激素水平和基因类型是基本固定的,所以决定个体骨代谢水平和调节骨代谢偶联的因素主要来源于细胞因子和旁分泌激素。重要的骨 代谢偶联调节因子主要有IL 21α、IL 21β、肿瘤坏死因 子(TNF )2α、TNF 2β、IL 26、粒细胞巨噬细胞集落刺激 因子(GM 2CSF )、前列腺素(P Gs )、内皮细胞生长因子(EGF )、IGF 、骨形成蛋白(BMP )、TGF 、血小板来源生长因子(PD GF )等。护骨素(OP G )及其配体(OP G L )和NF 2κB 受体活化素(RAN K )是一组对骨 代谢有明显调节作用的细胞因子。OP G 对破骨细胞的破骨功能起关键性调节作用(破骨细胞分化的负性调节因子),而OP G L 以其可溶性分子形式发挥作用(破骨细胞分化的正性调节因子),OP G L 基因突变鼠有严重的骨硬化。RAN K 又是OP G L 促进破骨细胞分化的靶信号受体,与OP G L 结合阻断OP G L 的作用。而且,随着研究的不断深入,相信还可发现更多的旁分泌/自分泌调节因子。 在上述的多种细胞因子和循环激素中,一些可上调而另一些则下调他们的表达。由此看来,骨代谢的调节是十分复杂的,而在生理和一般病理条件下(如OP )可能以骨组织局部的旁分泌调节占优势。因此,如果仍然从几种骨代谢调节的循环激素的作

关于细胞凋亡与疾病

细胞凋亡与疾病 细胞凋亡指机体细胞在发育过程中或在某些因素作用下，通过细胞内基因及其产物的调控而发生的一种程序性细胞死亡。细胞凋亡对胚胎发育及形态发生组织内正常细胞群的稳定、机体的防御和免疫反应、疾病或中毒时引起的细胞损伤、老化、肿瘤的发生进展起着重要作用[1]。自1972年Kerr提出细胞凋亡这一概念后，从20世纪80年代末期开始成为肿瘤病因学、病理学研究热点，近几年的研究在凋亡信号转导途径、细胞凋亡的生化反应机制及细胞凋亡的调控基因，细胞凋亡与疾病的关系等方面都取得了显著的进展[2]。文章就细胞凋亡与疾病的关系进行综述。 1、概述 早在1972年，Kerr等已发现从细胞形态、超微结构和生化变化等方面来分析，细胞有两种死亡形式：一种是早被熟知的细胞坏死(Necrosis)，另一种是细胞凋亡(Apoptosis)[3]。 1.1概念 凋亡(apoptosis)一般是指机体细胞在发育过程中或在某些因素作用下，通过细胞内基因及其产物的调控而发生的一种程序性细胞死亡(programmed cell death)。一般表现为单个细胞的死亡，且不伴有炎症反应。细胞凋亡又称程序性细胞死亡(PCD)，指的是细胞将自身裂解为许多膜小泡的一种精

确调节的细胞死亡过程，是有机体为保持自身组织稳定、调控自身细胞的增殖和死亡之间的平衡、由基因控制的细胞主动性死亡，一种正常的生理过程[4]。细胞凋亡参与调节机体细胞生长与更新间的平衡稳定，在机体发育过程中和成年机体新陈代谢中都起着重要作用。但近年来的研究表明，细胞凋亡还与多种疾病(如发育畸形、神经退化症、自身免疫性疾病、肿瘤、艾滋病等)的发生发展有关，从而使细胞凋亡研究成为生命科学研究的热点之一[5]。 2、细胞凋亡的形态学和生化特征 2.1 形态学特征 细胞凋亡时伴随着细胞膜表面、细胞质和核的一系列形态学改变，首先出现细胞体缩小、胞核固缩、胞浆密度增高，继而胞膜内陷将细胞自行分割为多个有膜包绕的凋亡小体(apoptotis bodies)。凋亡小体几乎立即被邻近的吞噬细胞所吞噬。吞噬细胞内的凋亡小体能停留数小时，可借助组织切片染色用光学显微镜观察[6]。在凋亡发生的全过程中，细胞膜一直保持完整。胞内容物不释放出来，所以不引起周围的炎症反应。同一组织中，不同细胞发生凋亡的过程并不同步[7]。 2.2生化特征 细胞凋亡时，早期Ca2+内流引起胞质中Ca2+浓度持续升高，激活了Ca2+依赖性核酸内切酶，于180碱基对处将DNA 切断，胞质内蛋白质发生交联，产生单个核小体和穴聚核小

常见的细胞凋亡诱导剂和抑制剂

表1 常见的细胞凋亡诱导剂和抑制剂 诱导剂与抑制剂靶细胞诱导剂 激素地塞米松T细胞 细胞因子IL—2 胸腺细胞 TGF—β肝细胞、上皮细胞、慢性B淋巴瘤细胞 IL—10 髓样白血病细胞 IFN—Υ前B细胞、T细胞抗体抗IgM抗体B细胞 抗IgD抗体B细胞 抗HLA—II抗体静止B细胞 超抗原SPE CD4+T细胞 胞内信号分子调节 剂 放线菌酮T细胞 PKC激活剂胸腺细胞 其他DNA拓扑异构酶抑制 剂 白血病细胞放射线淋巴样细胞 抑制剂 细胞因子IL—2 T H1细胞 IL—4 T H2细胞 IL—10 B、T细胞 IFN—ΥT细胞 IL—4 B细胞 黏附分子LFA—1、ICAM—1 B细胞 VLA—4、VCAM—1 B细胞 胞内信号分子调节 剂 PKC激活剂T、B细胞 细胞凋亡（apoptosis）是一种由基因控制的细胞自主死亡方式。1972年，英国教授Kerr首先提出凋亡的概念。近十余年来，细胞凋亡现象引起了广泛重视，有关的研究工作取得重要进展，并成为医学生物学各学科共同关注的极为活跃的研究领域。 细胞凋亡与组织器官的发育、肌体正常生理活动的维持、某些疾病的发生以及细胞恶变等过程均有密切的关系。

1．形态学变化： 细胞凋亡的形态变化大致可分为三个阶段： 1）胞体缩小，与周围细胞失去联系，细胞器变致密，核体积缩小，核仁消失，染色质浓集于核膜内表面下，形成新月形致密小斑块。 2）染色体断裂，核膜与细胞膜均内陷，包裹胞内成分（胞浆、细胞器、碎裂的染色质及核膜）形成“泡”样结构，此为“凋亡小体”。最后，整个细胞均裂解成这种“小体”。 3）凋亡小体被邻近的巨噬细胞、上皮细胞等识别、吞噬、消化。 上述三个阶段维持时间很短，通常在几分钟、十几分钟内即可完成。 2．细胞凋亡的生化改变： 1）胞内Ca2+浓度增高 所有细胞凋亡过程中均出现胞内Ca2+浓度增高，这可能是Ca2+内流所致。 2）内源性核酸内切酶激活 细胞发生凋亡时，由于内源性核酸内切酶被激活，DNA被从核小体连接处水解，形成180—200bp 或其整倍数的片段。 3）生物大分子的合成 凋亡过程的发生一般依赖于新的RNA和蛋白质的合成，如在激素、射线作用下，或由于去除生长因子等所引起的细胞凋亡中，情况均为如此。 常用的检测方法： 1．形态学方法 借助普通光学显微镜、荧光显微镜或透射电镜可对组织切片、切片涂片或细胞悬液进行形态学观察，凋亡细胞在组织中散在分布，表现为核致密浓染、核碎裂等。该方法简便、经济，可定性、定位。但在组织成分及细胞死亡类型复杂的情况下，难以判断结果，也无法定量。 2．电泳法 对凋亡细胞的基因组DNA进行琼脂凝胶电泳，由于存在180—200bp或其整倍数的片段，故电泳结果可见“梯状”（ladder）DNA条带。该法简便，可定性及定量，但无法显示组织细胞形态结构，也不能反映凋亡细胞与周围组织的关系。

2018_2019学年高中生物每日一题细胞凋亡和细胞坏死的区别含解析新人教版必修1

细胞凋亡和细胞坏死的区别 高考频度：★★★☆☆难易程度：★★☆☆☆ 脑缺氧、心缺血、急性胰腺炎、动脉粥样硬化等疾病都是由细胞坏死引起的。近日，厦门大 学生命科学学院韩家淮教授课题组的一项研究表明，存在于人体内的一种名为RIP3的蛋白 激酶，能够将细胞凋亡转换成细胞坏死，通过调控这种酶的合成，就可以调控细胞的死亡方式。下列有关叙述错误的是 A.从以上分析可知细胞坏死过程中存在基因的选择性表达 B.—些细胞的坏死对人体也有益处，比如被病原体感染的细胞在免疫系统的作用下死亡 C.抑制RIP3的活性，能在一定程度上对急性胰腺炎起治疗、防御的作用 D.在人体的癌细胞中，也可能存在控制RIP3合成的基因 【参考答案】B 【试藍翼祈】由细运碍亡特銮弟鈿迸环芒寸虽该追越白基医逵淫土爰注'A正聽：由越丹熄思繆不出譎縫琢死痔身徳有莖，B 樂唳；抑割该薛的洁席.则毅別条锻坏死，C正碍：艳籍踰胞前全寵惟，号令鑰無占的基因鑫是一縊的尸D正菇’ ■ ”推荐 -------------- ” 1有关细胞凋亡和细胞坏死的叙述正确的是 A.细胞凋亡的速率会因其功能不同而不同 B.被病毒侵染的细胞的清除属于细胞坏死 C.细胞凋亡和细胞坏死都有利于个体的生长发育 D.细胞凋亡和细胞坏死都受环境影响较大，机体难以控制 2.下列关于细胞凋亡和细胞坏死的叙述中，错误的是 A.细胞凋亡是一种自然的生理过程 B.细胞坏死是一种病理性变化

C.被病原体感染的细胞的清除是通过细胞坏死完成的 D.蝌蚪尾的消失，是由基因决定的细胞自动结束生命的过程 3?下列关于细胞凋亡和细胞坏死的叙述中，错误的一项是 A.细胞凋亡是主动的，细胞坏死是被动的 B.细胞凋亡是生理性的，细胞坏死是病理性的 C.细胞凋亡是基因调控的，细胞坏死是外界因素引起的 D.细胞凋亡是急性的，细胞坏死是慢性的 4?细胞凋亡也称为细胞编程性死亡，其大致过程如图所示。下列有关叙述错误的是 A.细胞皱缩、染色质固缩表明细胞处于衰老状态 B.图示过程只发生在胚胎发育过程中 C.吞噬细胞吞噬凋亡小体与细胞膜的流动性密切相关 D.细胞凋亡是由遗传物质控制的，与细胞坏死有明显区别 5?香烟中含有大量的有害物质，如尼古丁等会造成吸烟者肺部细胞的死亡。这种细胞的死亡过程属于 A.生理性死亡 B.正常衰亡 C.细胞坏死 D.细胞凋亡 1.【答案】A 【解析】功能不同的细胞凋亡速率不同，如神经细胞可能一生都不凋亡，口腔上皮细胞 则在短时间内发生凋亡，A正确；被病毒侵染的细胞的清除属于细胞凋亡，B错误；细胞凋亡是指由基因控制的细胞自动结束生命的过程，有利于个体的生长发育；细胞坏死是 1E常细 胞 细胞皱缩细胞励SL吞噬细胞 核染色质分解战多个包袅、呑噬 凋亡小体凋亡小体

细胞凋亡与疾病

细胞凋亡与疾病 一、基本要求 （一）掌握细胞凋亡的概念、生物学意义 （二）掌握细胞凋亡的发生机制 （三）熟悉细胞凋亡的过程及细胞凋亡与坏死的差别 （四）熟悉细胞凋亡的主要变化 （五）熟悉细胞凋亡的调控 （六）了解细胞凋亡与常见疾病或病理过程的关系 （七）了解细胞凋亡在疾病防治中的意义 二、知识点纲要 一、基本概念 （一）细胞凋亡的定义：由体内外因素触发细胞内预存的死亡程序而导致的细胞自杀过程称为细胞凋亡(apoptosis)，也称为程序性细胞死亡(programmed cell death， PCD)。 （二）细胞凋亡的基本过程 1．凋亡信号转导 2．凋亡基因激活 3．细胞凋亡的执行 4．凋亡细胞的清除 （三）凋亡时细胞的主要变化 1．细胞凋亡的形态学改变：胞膜空泡化，细胞固缩，染色质边集，凋亡小体。 2．细胞凋亡的生化改变：DNA“梯”状条带，内源性核酸内切酶激活，caspases（凋亡蛋白酶）激活。 （四）细胞凋亡的调控 1．细胞凋亡相关因素 细胞凋亡相关因素分诱导性因素和抑制性因素两大类 (1) 诱导性因素:激素和生长因子失衡,理化因素,免疫性因素,微生物等 (2) 抑制性因素: 某些激素（ACTH、睾丸酮）或细胞因子(IL-2，神经生长因子等) 的去除,某些二价金属阳离子如:Zn2+，药物如: 苯巴比妥、半胱氨酸蛋白酶抑制剂，病毒如：EB病毒，牛痘病毒CrmA等及中性氨基酸具有抑制细胞凋亡的作用。 2. 细胞凋亡信号的转导 (1)特点:凋亡信号转导系统是连接凋亡诱导因素与核DNA片段化断裂及细胞结构蛋白降解的中间环节。这个系统的特点是:①多样性;②偶联性;③同一性;④)多途性。 （2）研究较多的信号转导系统有：①胞内Ca2+信号系统；②cAMP/ PKA信号系统；③) Fas蛋白/Fas配体信号系统；④神经酰胺信号系统；⑤二酰甘油/蛋白激酶C信号系统；⑥酪氨酸蛋白激酶信号系统。 （五）凋亡相关基因 细胞凋亡相关基因多达数十种，根据功能的不同可将其分为三类:抑制凋亡基因（EIB、I AP、Bcl-2），促进凋亡基因（Fas、Bax、ICE、P53），双向调控基因（c-myc、Bcl-x）。 1． Bcl-2 是抑制凋亡的基因。 2.Fas Fas基因的表达可促进细胞凋亡。 3．p53 野生型P53基因具有诱导细胞凋亡的功能，当该基因发生突变后反而可抑制细胞凋亡。 4. c-myc，Bcl-x c-myc是一种癌基因，它能诱导细胞增殖，也能诱导细胞凋亡，具有

骨质疏松症的最新基因学研究进展

骨质疏松症是一种以骨密度（BMD）降低、骨微结构破坏和脆性骨折发生风险增加为主要特征的慢性复杂性疾病。现阶段，BMD值仍是临床预测骨质疏松症的“金标准”。既往有关双生子和家系研究已充分证实该疾病具有遗传易感性。之后大量的研究也证实了骨质疏松症系多基因参与的遗传性疾病[1,2]，且受到药物、环境等多因素的影响。至今已发现并报道了大量与骨质疏松症相关的候选基因，但对于这些基因位点的研究结果不一，争议较多。为此，近年研究者不仅加大了研究的样本量，而且采取了多中心联合研究、荟萃分析等，使结果的可信性大大增加。近阶段，更是利用了全基因组扫描技术[3-6]对人群进行了大范围的基因学研究，并得到了喜人的结果。 有关骨质疏松症的全基因组相关性分析研究 2007年Keil等[3]发起了Framingham Heart研究(FHS)，对1141名志愿者的70984个单核苷酸多态性（SNP）位点（100K SNP阵列）进行了全基因组扫描。尽管研究主要针对心血管疾病，但研究者同时记录了这些人群的BMD值，并对此进行了相关性分析。其中6个基因与BMD有关，分别是COL1A1、CYP19、雌激素受体（ER）-a、低密度脂蛋白受体相关蛋白（LRP）5、MTHFR以及VDR基因。且这些基因在以家系为基础的关联检验（FBAT）和广义估计方程（GEE）分析中，均P＜0.001。该研究与之后的研究相比存在研究人群相对较小、基因芯片技术相对不完善以及缺乏相应的验证手段等缺点。但FHS是第1个利用全基因组扫描技术对骨质疏松症所开展的基因学研究，也是第1个基于随机人群的大型研究，这为后来的全基因组相关性分析（GWA）研究提供了方向。 继FHS研究后，2008年Richards等[4]率先在西欧人群中就骨质疏松症、BMD及脆性骨折进行了GWA研究。该研究共涉及8557例参与者，并且对其中2094名志愿者进行了全基因组扫描，累计覆盖314075个SNP位点。之后，研究者又在另2个西欧人群中对先期研究中呈现显著性差异的，即与椎体或髋部骨BMD、骨质疏松症或脆性骨折具有显著相关性的近百个SNP位点进行了重复性验证[4]。 研究发现，LRP5基因内及该基因附近的多个SNP位点与髋骨BMD关系显著[4]。其中rs3736228这一SNP位点对于BMD的影响，无论是椎体还是髋部，均呈明显相关性。该位点还与骨质疏松性骨折显著相关。 LRP5基因 LRP5基因位于人染色体11q13.4。LRP5和LRP6作为frizzled的协同受体，介导Wnt信号通路，而Wnt通路则参与成骨细胞的分化、增生和骨的形成。另外在单基因病的研究中发现，LRP5基因突变或失活可致骨质疏松-假神经胶质瘤综合征（osteoporosis pseudoglioma syndrome,OPPG）的发生，OPPG是一以低骨量、自发性骨折和双眼视力下降或缺失为主要特征的常染色体显性疾病，而LRP5基因的过表达亦可致高骨量（HBM）和硬化性骨发育不良（sclerosing bone dysplasias）。 Ferrari等[7]在2004年对LRP5基因多态性与BMD进行了相关性研究，并确定9号外显子一无意突变2047G/A与男性(而非女性)腰椎BMD有显著性关系，并且与青春期男性腰椎骨骨量密切相关。之后，FHS骨质疏松研究[3]及其他一些研究均证实了Ferrari等的研究结果。日本学者Mizuguchi等[8]和Urano等[9]又发现了LRP5基因9号外显子多态性不仅增加男性罹患骨质疏松症的风险，也同样使绝经后妇女患骨质疏松症的风险显著上升。澳洲一项研究还发现LRP5位点多态性与绝经后妇女髋骨BMD及骨质疏松性骨折有关。LRP5基因中另一个与BMD关系非常密切的是G171V，系LRP5基因上第11号密码子缬氨酸至甘氨酸的突变。该突变最早在1997年由Johnson等[10]在HBM家系研究中发现，并由Babij等[11]在转基因鼠实验中证实了其致骨量增高的作用。而Boyden等[12]的研究指出，G171V突变并非通过激活LRP5信号传导而是通过抑制Dkk-1对于Wnt通路发挥抑制作用，从而使患者骨量增高。而Ai等[13]对于HBM 相关突变（G171V、G171R、A214T、A242T、T253I及D111Y）研究发现，相对野生株，G171V对于Dkk-1具有更明显的抑制作用，这与先前的研究结果[7-9]基本一致。 2008年van Meurs等[14,15]对2004～2007年欧洲及北美18个研究团队共37534个个体的LRP5基因研究结果进行荟萃分析，发现该基因的Met667以及Val1330位点对于人群椎体和髋骨BMD均有显著相关性，这2个位点危险基因的携带者发生骨折的风险也明显升高。 上述研究结果证实，LRP5基因确实与BMD有关，可能是导致骨质疏松症发生的易感基因之一。 ·综述· 骨质疏松症的最新基因学研究进展 张旻佳，刘建民 （上海交通大学医学院附属瑞金医院内分泌代谢病科，上海200025）关键词：骨质疏松症；骨密度；脆性骨折；基因；全基因组扫描 中图分类号：R681文献识别码：C文章编号：1673-6087（2009）04-0349-04

(完整word版)细胞凋亡过程

细胞凋亡的过程大致可分为以下几个阶段：接受凋亡信号→凋亡调控分子间的相互作用→蛋白水解酶的活化（Caspase）→进入连续反应过程细胞凋亡的启动是细胞在感受到相应的信号刺激后胞内一系列控制开关的开启或关闭，不同的外界因素启动凋亡的方式不同，所引起的信号转导也不相同，客观上说对细胞凋亡过程中信号传递系统的认识还是不全面的，比较清楚的通路主要有：1）细胞凋亡的膜受体通路：各种外界因素是细胞凋亡的启动剂，它们可以通过不同的信号传递系统传递凋亡信号，引起细胞凋亡，我们以Fas -FasL为例：Fas是一种跨膜蛋白，属于肿瘤坏死因子受体超家族成员，它与FasL结合可以启动凋亡信号的转导引起细胞凋亡。它的活化包括一系列步骤：首先配体诱导受体三聚体化，然后在细胞膜上形成凋亡诱导复合物，这个复合物中包括带有死亡结构域的Fas相关蛋白FADD。Fas又称CD95，是由325个氨基酸组成的受体分子，Fas一旦和配体FasL结合，可通过Fas分子启动致死性信号转导，最终引起细胞一系列特征性变化，使细胞死亡。Fas作为一种普遍表达的受体分子，可出现于多种细胞表面，但FasL的表达却有其特点，通常只出现于活化的T细胞和NK细胞，因而已被活化的杀伤性免疫细胞，往往能够最有效地以凋亡途径置靶细胞于死地。Fas分子胞内段带有特殊的死亡结构域（DD,death domain）。三聚化的Fas和FasL结合后，使三个Fas分子的死亡结构域相聚成簇，吸引了胞浆中另一种带有相同死亡结构域的蛋白FADD。FADD是死亡信号转录中的一个连接蛋白，它由两部分组成：C端（DD结构域）和N端（DED）部分。DD结构域负责和Fas分子胞内段上的DD结构域结合，该蛋白再以DED连接另一个带有DED的后续成分，由此引起N段DED随即与无活性的半胱氨酸蛋白酶8（caspase8）酶原发生同嗜性交联，聚合多个caspase8的分子，caspase8分子遂由单链酶原转成有活性的双链蛋白，进而引起随后的级联反应，即Caspases，后者作为酶原而被激活，引起下面的级联反应。细胞发生凋亡。因而TNF诱导的细胞凋亡途径与此类似2）细胞色素C释放和Caspases激活的生物化学途径线粒体是细胞生命活动控制中心，它不仅是细胞呼吸链和氧化磷酸化的中心，而且是细胞凋亡调控中心。实验表明了细胞色素C从线粒体释放是细胞凋亡的关键步骤。释放到细胞浆的细胞色素C在dATP存在的条件下能与凋亡相关因子1（Apaf-1）结合，使其形成多聚体，并促使caspase-9与其结合形成凋亡小体，caspase-9被激活，被激活的caspase-9能激活其它的caspase如caspase-3等，从而诱导细胞凋亡。此外，线粒体还释放凋亡诱导因子，如AIF，参与激活caspase。可见，细胞凋亡小体的相关组份存在于正常细胞的不同部位。促凋亡因子能诱导细胞色素C 释放和凋亡小体的形成。很显然，细胞色素C从线粒体释放的调节是细胞凋亡分子机理研究的关键问题。多数凋亡刺激因子通过线粒体激活细胞凋亡途经。有人认为受体介导的凋亡途经也有细胞色素C从线粒体的释放。如对Fas应答的细胞中，一类细胞（type1）中含有足够的胱解酶8 （caspase8）可被死亡受体活化从而导致细胞凋亡。在这类细胞中高表达Bcl-2并不能抑制Fas诱导的细胞凋亡。在另一类细胞（type2）如肝细胞中，Fas受体介导的胱解酶8活化不能达到很高的水平。因此这类细胞中的凋亡信号需要借助凋亡的线粒体途经来放大，而Bid -- 一种仅含有BH3结构域的Bcl-2家族蛋白是将凋亡信号从胱解酶8向线粒体传递的信使。尽管凋亡过程的详细机制尚不完全清楚，但是已经确定Caspase即半胱天冬蛋白酶在凋亡过程中是起着必不可少的作用，细胞凋亡的过程实际上是Caspase不可逆有限水解底物的级联放大反应过程，到目前为止，至少已有14种Caspase被发现，Caspase分子间的同源性很高，结构相似，都是半胱氨酸家族蛋白酶，根据功能可把Caspase基本分为二类：一类参与细胞的加工，如Pro-IL-1β和Pro-IL-1δ，形成有活性的IL-1β和IL-1δ；第二类参与细胞凋亡，包括caspase2,3,6,7,8,9.10。Caspase家族一般具有以下特征：1)C端同源区存在半胱氨酸激活位点，此激活位点结构域为QACR/QG。2)通常以酶原的形式存在，相对分子质量29000-49000(29-49KD），在受到激活后其内部保守的天冬氨酸残基经水解形成大（P20）小（P10）两个亚单位，并进而形成两两组成的有活性的四聚体，其中，每个P20/P10异二聚体可来源于同一前体分子也可来源于两个不同的前体分子。3)末端具有一个小的或大的原结构域。参与诱导凋亡的Caspase分成两大类：启动酶（inititaor）和效应酶（effector）它们分别在死亡信号转导的上游和下游发挥作用。

TF-1细胞凋亡相关基因的研究

生物化学与生物 物理进展 PROGRESS IN BIOCHCMISTRY AND BIOPHYSICS 1999年 第1期 No.1 1999 TF-1细胞凋亡相关基因的研究 刘红涛　王玉刚　张颖妹　宋泉声　敬保迁　袁　勇　马大龙 摘要　利用近年来发展起来的代表差异分析（cDNA representational differences analysis, cDNA-RDA）技术研究了在人红白血病细胞株TF-1细胞撤除细胞因子后进入凋亡时诱导表达的基因.发现了6个新基因片段.其中有三个经与GenBank nr和dbEST查询均没有发现同源性，已经向GenBank进行登记，登记号分别为U83208，U83279， U83397.此外还发现一批已知基因的表达与凋亡相关，其中包括Hou和人硫氧还原蛋白等, 提示它们在凋亡中可能起作用.这项工作为进一步研究凋亡相关基因打下了良好基础.通过RDA的研究结果，有可能发现人白血病细胞凋亡的特异标记蛋白或发挥作用的重要蛋白，以期为白血病治疗提供理论基础. 关键词　TF-1细胞株，代表差异分析，凋亡 学科分类号　R392.1 Studies on the Apoptosis-Related Genes of TF-1 Cell Line by cDNA-RDA Technique. LIU Hong-Tao, WANG Yu-Gang, ZHANG Ying-Mei, SONG Quan-Sheng, JING Bao-Qian, YUAN Yong, MA Da-Long (Department of Immunology, Beijing Medical University, Beijing 100083, China). Abstract　The genes effecting in the process of the apoptosis of TF-1 cell line when it is deprived of the cytokine in the culture medium were studied by RDA (representational difference analysis) method. The TF-1 cell depriving of cytokines for 8 hours was selected as the Tester and normal-cultured TF-1 cell as the Driver. Seven gene fragments were found uniquely expressed or highly expressed in the process of apoptosis of TF-1 cell line which include some known genes such as Hou and thioredoxin that formerly suggested to play a role in apoptosis.There are three fragments are complete novel after searching the nr and EST catalogues of GenBank and were banked into GenBank. The accession numbers for them are U83208, U83279, U83397 respectively. From the novel gene fragments, the complete cDNA sequence of them can be fished and the bioactivity and function of them in apoptosis of TF-1 cell and other hematological tumors can be further studied. On the other hand, the function of some known genes which were not suggested formerly in the course of apoptosis can be studied. Key words　TF-1 cell line, representational difference analysis(RDA), apoptosis