疾病细胞机制.ppt
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1、2022-12-12第五章 真核生物的转录与转录调控第四章第四章 疾病的细胞机制疾病的细胞机制第一节 概述第二节 细胞增殖增殖及其调控紊乱第三节 细胞分化分化调控异常与疾病第四节 细胞凋亡凋亡异常与疾病 人们喜欢用 生 老 病 死 这四个字来形容人的生命历程。这是生命运行的基本规律。我们正在经历“生”,也将毫无悬念的离开这个世界。2022-12-12我们从什么地方来?为什么能够生长?为什么会衰老?为什么会离开这个世界?人能够长生不老吗?尽管目前不能从个体水平给出满意的答案,但是我们可以在细胞水平上寻求最基本的一些答案。2022-12-122022-12-12 早在1925年,生物学大师Wils
2、on就提出:“一切生命的关键问题都要到细胞中去寻求答案。”E.B.Wilson(18561939)2022-12-12细胞是生命的基本单位。关注人的生老病死就要从关注细胞的命运(Fates of a cell)开始。细胞为什么能分裂增殖?为什么可以分化执行不同的特定功能?为什么衰老、死亡?2022-12-12细胞学发展史 1665年,Robert Hooke观察到植物细胞(实际上是软木上的植物死细胞壁)列文 虎克 1839年,施旺 细胞学说细胞学说:所有生物都是由单个或多个细胞构成的;细胞是所有生物体结构和功能的基本单位;细胞是从已有的细胞通过分裂分裂而来(德国 威尔肖 1858)2022-1
3、2-12第一节第一节 疾病细胞机制的概述疾病细胞机制的概述细胞:细胞:是生命的基本单位。细胞正常形态结构、功能和代谢是维系机体正常生命活动的重要前提。(人有200多种细胞,数量达1014个。)目前,普遍认为在临床上许多疾病的发生与细胞损伤(疾病的发生与细胞损伤(细胞代谢,信息调控)细胞代谢,信息调控)有密切的关系。各种致病因子作用于机体常常直接或间接直接或间接造成组织细胞形态结构、功能、代谢的异常。2022-12-12细胞直接损伤原因细胞直接损伤原因:有理化因素(外力、高温、低氧、氰化物中毒),病原微生物(肝炎病毒、疟原虫)等对细胞造成直接损伤。另外,细胞自身的增殖、分化、调亡的异常也是细胞损
4、伤的重要原因。细胞间接损伤原因细胞间接损伤原因:主要是指在疾病的发生发展过程中造成细胞的损伤。例如,CO 中毒、休克时有效循环血量不足和微循环障碍引起的组织细胞的缺氧和代谢异常等造成细胞 间接 损伤,细胞的 间接 损伤反过来又推动疾病的发展和转归转归。2022-12-12疾病的细胞机制疾病的细胞机制所谓疾病的细胞机制疾病的细胞机制在很大程度上是探讨造成细胞损伤的原因和细胞损伤后引起疾病发生的机制。尤其是细胞的直接损伤直接损伤,当然也包括细胞的生物信号失控导致的细胞增殖、分化和凋亡细胞增殖、分化和凋亡的异常。细胞的不同部位损伤或功能异常可以引起不同的疾病或病理变化,如:细胞膜损伤,线粒体异常等。
5、2022-12-12 细胞内、外离子的转运失衡细胞膜细胞膜上的钠泵、钙泵功能失调 细胞水肿,死亡2022-12-12损坏的溶酶体溶酶体释放大量溶酶体酶引起细胞及周围组织的溶解、坏死。细胞膜细胞膜上粘连蛋白缺失肿瘤细胞脱落、转移 能量缺乏 线粒体线粒体(细胞的能量制造工厂)损伤或功能障碍 严重的细胞损害 线粒体跨膜转运异常 细胞凋亡 人体特定组织器官中的细胞类型、数量类型、数量是相对相对恒定恒定的。这种恒定取决于三大基本细胞生物学活动三大基本细胞生物学活动间的动态平衡。细胞增殖细胞增殖 proliferation 细胞分化细胞分化 differentiation 细胞凋亡细胞凋亡 apoptos
6、is在疾病的发病学上具有重要意义。2022-12-12第第二二节节 细胞增殖及其调控紊乱细胞增殖及其调控紊乱细胞增殖细胞增殖:是指细胞分裂和再生指细胞分裂和再生的过程,细胞通过分裂进行增殖,使遗传信息传给子代,保持物种的延续和数量增多。意义:意义:是子代生成、细胞生长发育的基础;更新衰老、凋亡、受损的细胞或组织(例如:血红细胞,每120天更新一次,1011。造血干细胞负责生成新的红细胞;又如表皮细胞的更新换代由皮肤基底层的皮肤干细胞来完成;上皮细胞);2022-12-122022-12-12 细胞周期细胞周期 Cell cycle Cell cycle is defined as a peri
7、od from the end of one division to the beginning of next division of a proliferative cell.间期 Interphase期 M phase细胞周期长度 Cell-cycle timeEarly frog embryo cells 30minYease cells 1.5-3hIntestinal epithelial cells 12hHuman liver cells 1 yearCHO cells 14hHela cells 21hE.coli 2030min 2022-12-12 细胞周期的长度主要差别
8、位于:G1期 小鼠食管上皮细胞 T=115h G1=103h 十二指肠上皮细胞 T=15h G1=6h2022-12-122022-12-12流式细胞术分析细胞周期2022-12-122022-12-12根据细胞增殖状态的不同 周期细胞(周期细胞(Cycling cells):持续分裂增殖的细胞,如干细胞,部分骨髓细胞;G0期细胞(期细胞(G0 cells):休眠细胞,正常情况下不分裂,适当刺激后重新进入细胞周期进行分裂。如肝脏细胞(切除肝脏的一部分不超后,细胞通过快速增殖,在短时间内会恢复到原来大小。)如淋巴细胞;终端分化细胞(终端分化细胞(Terminally differentiated
9、 cells):不再增殖,高度分化,失去增殖能力,如神经细胞,肌肉细胞,血红细胞。2022-12-12细胞周期的调控细胞周期调控障碍和疾病 (驱动机制、监控机制)2022-12-12一、细胞周期的调控一、细胞周期的调控促使细胞从一个时相进入下个时相(有序性);保证细胞在每个时相中完成相应事件(完整性);2022-12-12细胞周期检验点细胞周期检验点Checkpoint(一)(一)细胞周期自身调控细胞周期自身调控2022-12-12G1 Checkpoint:Restriction point(animal cells)Start point(yeast cells)检测机制检测机制在 G1/
10、S 检测点中起关键作用;2022-12-122.促成熟因子促成熟因子 MPF2022-12-12染色质形成PCC(提前凝集染色体)提示:M期细胞的细胞质成分中有一种物质,可以使间期细胞(G1、S、G2)提前进入M期。MPFPCC:prematurely condensed chromsome2022-12-122022-12-12MPF显微注射实验显微注射实验2022-12-12MPF活性与细胞周期之间的关系MPF活性的变化程波动性,与细胞周期吻合。MPF activity undergoes dramatic fluctuations in cleaving eggs that correl
11、ate with changes in the cell cycle.-19792022-12-12Over-expressiondeletion2022-12-12Cdc2基因编码蛋白:p34cdc2,一种蛋白激酶,34kD 是细胞进入分裂期所必需的。是第一个被发现的细胞周期调控系统中的蛋白激酶。Nurse也因此获得了Nobel奖。CDKs是一组周期素依赖性蛋白激酶 Cyclin dependent kinase,CDKs是周期性活化的蛋白激酶。在细胞周期中起到关键是周期性活化的蛋白激酶。在细胞周期中起到关键作用,它的活性高低决定细胞周期是否顺利进行。作用,它的活性高低决定细胞周期是否顺利进



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