文档介绍：第四讲
分子寄生虫学- 细胞凋亡
凋亡概论
凋亡(apoptosis)的研究历史最早可以追溯到1965 年,澳大利亚科学家电镜观察发现,结扎鼠门静脉后,肝实质组织中有一些散在的死亡细胞,这些细胞的溶酶体并未被破坏,显然不同于细胞坏死。这些细胞体积收缩、染色质凝集,从其周围的组织中脱落并被吞噬,机体无炎症反应。
凋亡概念的则是由Kerr 等三位科学家于1972年首次提出,从而宣告对细胞凋亡真正探索的开始。在此之前,关于胚胎发育生物学、免疫系统的研究,肝细胞死亡的研究都为这一概念的提出奠定了基础。
早期对凋亡的研究主要基于形态学及生物化学,近期则是基于分子生物学技术从基因调控、信号转导等方面进行研究
凋亡概论
最早的记录来自1896年,那时的发育生物学家约翰·贝雅德(John Beard)已经在鱼类神经元发育中观察到了细胞的死亡现象
1905年巴比芮(Barbieri),1906年科林(Collin)以及1926年恩斯特(Eranst)等相继在两栖类和鸟类发育中观察到了已发育细胞的退化和死亡现象
1965年,这一年,发育生物学家洛克辛(Lockshin)和威廉姆斯(Williams)提出,蝶类变态中,成虫出现是幼虫死亡的结果。由于这种死亡受到发育过程控制,对此他们给出了一个全新的概念:发育调节性死亡(development regulated death)
英国阿伯丁(Aberdeen)大学的病理学家克瑞(Kerr)也发表了他在小鼠肝脏中发现的与坏死有本质区别的细胞死亡方式,他将之命名为渐进性坏死(necrobiosis)
阿伯丁大学的希腊语系教授Cormack听说了这件事情,于是他向Kerr建议使用apoptosis这个雅驯的希腊字眼。于是,凋亡这个词从此登上了生物学语言的历史舞台
凋亡概论
进入80年代之后,有关凋亡机制的分子和细胞生物学研究不断升温,apoptosis也成为一个在各种医学和生物学文献中出现频率高得离奇的字眼
从进化上讲,凋亡在分子水平上的调控机制也从而具有高度的保守性。换句话说,搞清楚简单生物细胞凋亡的机制就能开辟通向复杂生物发育调控的分子道路
1972年由西德尼·布雷纳(Sydney Brenner)开创的以线虫为材料的研究道路为揭示凋亡的分子机制提供了一个绝佳视角
约翰·萨尔斯顿(John Sulston)一手建立的线虫细胞谱系为嗣后罗伯特·霍维茨(Robert Horvitz)等人进行的凋亡基因研究提供了坚实基础。到1986年,有关线虫发育中凋亡的基因调控机制已经得到基本阐明
2002年11月,卡罗林斯卡医学院的诺贝尔奖评选委员会将本年生理和医学奖授予了西德尼·布雷纳、约翰·萨尔斯顿和罗伯特·霍维茨
线虫生物学的开拓者:Sydney Brenner(1927-)
线虫生物学先驱:John Sulston(1942-)
线虫凋亡之父:Robert Horvitz(1947-)
凋亡概论
细胞凋亡(apoptosis)是指维持内环境的稳定,由基因控制的细胞自主的有序的死亡。与细胞的坏死这一病理性的被动过程不一样,细胞凋亡是一主动过程,涉及一系列基因的激活、表达及调控的作用。
凋亡与组织器官的发育和机体正常生理活动的维持密切相关。在正常情况下,机体通过凋亡清除衰老或异常的细胞,并控制细胞的数量,调节组织器官的大小、形状以维持正常的生理平衡。过度凋亡或正常凋亡的过程被抑制,均可导致组织或器官发生病理改变甚至死亡。
凋亡贯穿于机体全部生命活动过程,它与免疫系统的发生与发展,肿瘤的生长和抑制,病原微生物和寄生虫的感染与转归等均有密切关系。细胞凋亡与寄生虫感染的关系是当今令人感兴趣的研究领域之一
凋亡概论
细胞凋亡的定义:在活组织中,单个细胞受其内在基因编程的调节,通过主动的生化过程而自杀死亡的过程称为细胞程序死亡(programmed cell death,PCD),病理学上又将其称为细胞凋亡(apoptosis,Ap)。Ap和PCD是同一现象的不同范畴中的概念。Ap是细胞死亡的一种方式,侧重于形态和结果,是形态学术语。PCD是程序性过程的定义,侧重于过程
1972年,Kerr从形态学上详细描述了Ap这一不同于坏死的死亡形式。1980年,Wyllie首次诱导了多细胞动物的离体细胞发生Ap。所有的后生动物体内每时每刻都发生着凋亡,而且有文献证实单细胞生物也可发生Ap。细胞凋亡是机体维持自身稳定的一种基本生理机制,机体通过细胞凋亡消除损伤、衰老与突变的细胞,以维持其生理平衡
凋亡概论
细胞凋亡的形态特点:染色质的浓缩,导致致密的、分离的、边界清晰的半月形染色质颗粒集中于核膜边缘;染色质浓缩过程伴随有核膜及细胞膜的内陷。随后,核碎裂成分离的片段,胞浆浓缩,细胞支架断裂,这些片段被细胞膜