The Nobel Prize in Physiology or Medicine 2002
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The Nobel Prize in Physiology or Medicine 2002
基因調控器官發育 AND
程序性細胞死亡
組員 : 巫柏霖 張圍策 楊佩穎 林家榆 郭彥廷 林函融 梁詠慈
Sydney Brenner H. Robert Horvitz John E. Sulston
如何發現 Apoptosis?實驗內容
線蟲實驗
•線蟲成蟲有 959 個細胞 成長的過程中有 131 個細胞發生 Apoptosis
•發生時間 : 約 1Hr
線蟲細胞凋亡模型
細胞凋亡 (Apoptosis)
• Apoptosis 的簡介
• Apoptosis 的分類
• 與細胞壞死 (Necrosis) 的比較
• Apoptosis 的作用機制
Normal Apoptosis
Apoptosis 的簡介
細胞自己計畫性的死亡
細胞凋亡是多细胞生物在發育過程中,一種由基因控制的主動的細胞生理性自殺行為。
Apoptosis 和 Necrosis 的比較
Necrosis Apoptosis1. 性質 病理性 生理性 /病理性2.誘導因素 強烈刺激 , 較弱刺激, 隨機發生 非隨機發生3.形態變化 細胞結構全面 胞膜及細胞器 溶解破壞、 相對完整 細胞腫脹 . 細胞皺縮4.凋亡小體 無 有5.基因調控 無 有
Apoptosis 的分類•細胞自戕性程式死亡( apoptotic cell death program )
•非細胞自戕性程式死亡( nonapoptotic cell death program )
不同點 :apoptotic cell death program 有 DNA 斷裂的出現
Apoptosis 的作用機制可分為 :
1. Initiation phase( 前期 ) The Death Receptor-Initiated Pathw
ay The Mitochondrial Pathway
2. Execution phase( 後期 )
The Death Receptor-Initiated Pathway
•細胞膜上有 apoptotic signals receptor
• Tumour necrosis factor(TNF) 分為 :CD95(or fas)TNFR1(TNF receptor-1)TRAIL(TNF-related apoptosis inducing ligand)
CD95
TNFR1(TNF receptor-1)
Bcl-2 Family
抑制 Apoptosis 的 Bcl-2:bcl-2, Bcl-xL, Mcl-1, Bcl-w, adenovirus E1B 19K, EBV BHRF1, Ced-9 促進 Apoptosis 的 Bcl-2:Bax, Bak, Nbk/Bik1, Bad, Bcl-xS
The Mitochondrial Pathway
促進性 Bcl-2 family 粒線體膜被激活
Cytocrome C and Pro-apoptotic protein
Caspases or Apoptosome
The Mitochondrial Pathway
Execution phase( 後期 )
Inactive Capases
Active Capases Caspases cascade
啟動 apoptosis 機制
Apoptosis 啟動作用細胞核外 :• 切割細胞內蛋白質 &細胞骨架 (Zeiosis)
細胞核內 :• 使參與 DNA 修復的蛋白質失活 (PRAP)• 使參與 DNA 複製的蛋白質失活 (DNA topoisomerase II)
• 分解結構性核蛋白• 將DNA分解成片斷
分解結構性核蛋白
Caspases 6
Lamins( 一種核內蛋白 )被降解
染色質濃縮和核膜被分解
Apotosis 在細胞核內- 切割 DNA
CAD(Caspase-activated Dnase): 將 DNA 切成較大的片段 (50~300 kb)Ca2+/Mg2+-dependent nucleases : 將大片段切成小碎片 (180~200 bp)
作用流程圖
細胞核內的 DNA 切割作用流程圖
Caspases ICAD
CAD (Caspase-activated Dnase) DNA 大片段 Ca2+ and Mg2+ dependent endonucleases
DNA 小碎片
典型凋亡細胞 DNA電泳(呈現梯狀條带)
Apoptosis 作用機制
Caspase 3
Apoptosis 的作用結果• 細胞凋亡不足:腫瘤,自身免疫病 (Ex:AIDS)
• 細胞凋亡過度:心肌缺血,心力衰竭,神經元 退行性疾病,病毒感染
• 平滑肌細胞增殖(凋亡不足)與內皮細胞凋亡(過度):動脈粥樣硬化
細胞死亡
Apoptosis Necrosis
Apoptosis Nonapoptosis
Initiation
Death recepter mitochondria
intrinsic pathway pathway
Execution
參考資料• Raffaella Depala, Luigi Nappi, Giuseppe Loverro, Stefano Bettocchi, Mari
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• D.N. Modi, S. Sane, D. Bhartiya (2003) Accelerated germ cell apoptosis in sex chromosome aneuploid fetal human gonads. Molecular Human Reproduction, 9, 219-225
• Mahmoud R. Hussein (2005) Apoptosis in the ovary: molecular mechanisms. Human Reproduction Update, 11, 162-178
• http://users.rcn.com/jkimball.ma.ultranet/BiologyPages/A/Apoptosis.html
• http://202.43.196.230/language/translatedPage?lp=en_zt&.intl=tw&tt=url&text=http%3a%2f%2fwww.sghms.ac.uk%2fdepts%2fimmunology%2f%257Edash%2fapoptosis%2finduction.html
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s and Fausto—7th ed ( 2004 ) , p.26-p.32• www2.zzu.edu.cn/jcyxy/bingsheng/zhaomy/pathophy-kejian/8-%B5%F
2%CD%F6.ppt