Apoptosis 細胞凋亡 ( 計畫性細胞死亡 )

Apoptosis細胞凋亡(計畫性細胞死亡) 報告人: 顏嘉宏指導老師 : 陳培展副教授日期:2010-1-5 南台科技大學-電機所

細胞死亡特有方式 • 壞死 (Necrosis) • 有計畫的細胞死亡 (Apoptosis) • 自體吞噬(Autophagic)

Apoptosis • 主要是細胞縮小、且主要型態變化於細胞核。

Apoptosis(con.) • 生理意義在於消除多餘的、受傷、老化的、已失去功能或突變的不正常細胞。 • DNA破壞之細胞。 • 沒用途的細胞。

Apoptosis(con.) • 主要是功用為藉由引發自殺的過程來移除多餘或功能不全的細胞。 • 原因:惡劣環境(紫外線、化學藥品)使細胞受到傷害而啟動程式引發凋亡。

Apoptosis(con.) • 途徑為: • 細胞膜皺縮→DNA降解→細胞和塌陷與瓦解→凋亡小體出現(具有完整的膜)→ • 巨噬細胞吞噬。

Cell death生理意義 • 個體發生時的可塑性及挑選最適細胞 • 當某個器官或組織形成的時候，身體往往一開始會製造數量過多的細胞，繼而依照某種「需求準則」來選擇最後留下來的功能細胞

Cell death生理意義(con.) • 細胞凋亡是塑造個體及器官型態的機制 • 青蛙尾巴的消失，人類手指頭之間的蹼消失跟細胞凋亡有關係。

Cell death生理意義(con.) • 踢除危險細胞 • 當個體受到環境傷害(例如紫外線)或病毒感染而傷害到遺傳物質時，身體為了保護自己因此啟動凋亡的機制。

Autophagy • 主要是將細胞內的營養重新分配，使需要的地方獲得能量。 • 發生的原因： • 在營養缺乏或不適宜下的環境 • 維持成長與發展的恒定 • 清除老化的胞器

Autophagy(con.) • 途徑為: 細胞的內膜包住一個胞器或是細胞質 與溶體的細胞膜融合形成autophagosome 溶體分解物質合成能量。 Autophagosome---內含物＋內膜

Autophagy(con.)

Apoptosis與Autophagic的比較 autophagic apoptosis autophagic只有細胞內的東西會消失 autophagic是由溶體完成動作 apoptosis整個細胞都會被分解掉 apoptosis是由巨噬細胞吞噬

Necrosis-非計畫性細胞凋亡 發生原因： • 嚴重的物理化學傷害 • 長期的傷口 • 癌症 • 缺乏乾淨衛生照護的傷口

Necrosis • 主要是因為缺氧或毒素所引起，是被體內其他分解酵素所執行而非自體分解，壞死細胞會聚集成堆。

Necrosis-非計畫性細胞凋亡(con.) • 途徑為: 細胞膨脹，胞器膨脹(以粒線體明顯) DNA形成絮狀、分解膜破裂細胞內的酵素、鹽類、原生質流出組織發炎。

Necrosis-非計畫性細胞凋亡(con.) • 細胞壞死最大特徵為 ---- 造成發炎因為細胞內的水解酶釋出，造成附近組織浸泡在酶中，繼而引起發炎，細胞壞死的組織較難收拾，因為它是「非」常規的cell death 它不會送出「死亡訊息」，使得免疫系統難以定位和回收「屍體」。

Necrosis-非計畫性細胞凋亡(con.)

Apoptosis與Necrosis的比較

細胞凋亡的研究 • 用電子或光學顯微鏡看染色後細胞核質濃縮及型態之變化。 • 用DNA電泳之圖譜，判讀細胞凋亡之特殊DNA階梯片段。

光學顯微鏡

DNA電泳 A B C • A︰正常細胞 • B︰Apoptosis • C︰死亡細胞

Apoptosis andP53之關係 • Ｐ５３是最有名的抑癌基因，它在細胞週期調控的重要性無以倫比，也為他搏得守護神之尊稱。

M checkpoint G2 checkpoint G1 checkpoint P53 Cell Cycle with P53 M G2 G1 S phase

Activators and effects of p53 細胞異常増生細胞受、壓力、缺氧、核甘酸缺少 DNA 損傷 p53 Cell cycle 停止抑制血管生成 DNA 修復 Apoptosis

p53 p53 Noxa p21 Puma P53AIP1 Bax p21 p21 p21 FASR IGF-BR3 p53 p53 Bcl-2 CyclinCdK XPC PCNA Downstream effects of p53 p53 p53 TSP-1 Cell cycle 停止 DNA 修復 Apoptosis 抑制血管生成

The intrinsic pathway of apoptosis

Apoptosis與疾病之關係 • Apoptosis過度 (1)AIDS愛滋病，可引起大量CD4+T細胞凋亡，致機體免疫功能降低，易發生各種感染及惡性腫瘤。 • Apoptosis受抑制 (1)自體免疫疾病 (2) 癌症

抑制Apoptosis之bcl-2 • Bcl-2 (B細胞淋巴瘤/白血病-2(B-cell lymphoma/leukemia-2,Bc1-2) 是在人類B細胞淋巴瘤上所發現的一種特殊的基因，因translocation而使其Ig基因連在一起 • bcl-2基因被活化，製造bcl-2蛋白，會阻止apoptosis，而使細胞長生不老，進而變成淋巴瘤

急性前骨髓性白血病 V.S.三氧化二砷 • As2O3 ≦ 0.5 µM促進細胞分化 • As2O3 ﹥0.5 µM 使細胞進行Apoptosis

自然界孕育之奧秘 • 細胞之主動性死亡(Apoptosis)不僅只在一些人類重要的疾病，如癌症、後天免疫缺乏症候群和神經退化性疾病等扮演重要角色，也在正常生物體之發育(development) 及細胞恆定(homeostasis)舉足輕重的角色。

生物體之演化 生長過程中進行Apoptosis 使尾巴消失

THE END Thank you Question????

Reference • 諾貝爾官網2002年生理醫學獎 • 維基百科-apoptosis • Apoptosis (PCD) • 黃才芳吳益群(2005) 翻開細胞的生死簿諾貝爾的榮耀---生理醫學桂冠p.283~p.291 • Brenner, S. (2003). Nobel lecture. Nature's gift to science. Biosci. Rep. 23, 225–237. Abstract Article • Sulston, J.E., and Horvitz, H.R. (1977). Post-embryonic cell lineages of the nematode, Caenorhabditis elegans. Dev.Biol. 56, 110–156. Abstract Article • 陳嘉琪﹔中華民國醫檢會報﹔細胞凋亡之簡介 ﹔13-19頁 • 吳明賢、林肇堂當代醫學第23卷第12期﹔1996年12月﹔1003-1011頁 • 梁金銅、張金堅﹔當代醫學第23卷第11期﹔1996年11月﹔885-891頁 • 何康潔﹔當代醫學第23卷第10期﹔1996年10月﹔785-789頁

Apoptosis 細胞凋亡 ( 計畫性細胞死亡 )