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1、细胞衰老细胞衰老&细胞死亡细胞死亡衰老（衰老（aging， senescence）n在正常状况下生物发育成熟后，随年龄增加，自在正常状况下生物发育成熟后，随年龄增加，自身机能减退，内环境稳定能力与应激能力下降，身机能减退，内环境稳定能力与应激能力下降，结构、组分逐步退行性变，趋向死亡，不可逆转结构、组分逐步退行性变，趋向死亡，不可逆转的现象。的现象。 个体衰老建立在细胞总体衰老的基础上，各种衰老表现均个体衰老建立在细胞总体衰老的基础上，各种衰老表现均有其细胞生物学基础。有其细胞生物学基础。正常细胞体外寿命有限正常细胞体外寿命有限 利用来自胚胎和成体的成纤维细胞利用来自胚胎和成体的成纤维细胞进行
2、体外培养后发现：胚胎的成纤进行体外培养后发现：胚胎的成纤维细胞分裂传代维细胞分裂传代50次后开始衰退和次后开始衰退和死亡，成年组织的成纤维细胞培养死亡，成年组织的成纤维细胞培养1530代就开始死亡代就开始死亡。 nHayflick界限：体外培养界限：体外培养的二倍体细胞的增殖能的二倍体细胞的增殖能力和寿命是有一定限度力和寿命是有一定限度的的n组成人体组织的细胞寿组成人体组织的细胞寿命有显著差异，保持继命有显著差异，保持继续分裂能力的细胞不易续分裂能力的细胞不易衰老。衰老。Werner综合症和综合症和Hutchinson-Gilford综合症患者的综合症患者的细胞传代次数大大少于常人细胞传代次数
3、大大少于常人n主要表现在对外界环境变化的适应能力主要表现在对外界环境变化的适应能力降低和维持细胞内稳态的能力的降低，降低和维持细胞内稳态的能力的降低，相应的也就出现了形态结构与生化功能相应的也就出现了形态结构与生化功能上的改变。上的改变。细胞衰老的表现细胞衰老的表现n细胞数量减少。水分丢失使得体积缩小，细胞细胞数量减少。水分丢失使得体积缩小，细胞“硬化硬化”并失去正常形态。并失去正常形态。n核膜内陷，核核膜内陷，核/染色质固缩化染色质固缩化 ，总的复制转录活，总的复制转录活动受抑制，染色体端粒缩短；动受抑制，染色体端粒缩短；DNA损伤增加。损伤增加。n蛋白质合成下降，蛋白质异常修饰增多，变异蛋
4、蛋白质合成下降，蛋白质异常修饰增多，变异蛋白大量出现；酶活性丧失。白大量出现；酶活性丧失。n膜系统脂成分改变，流动性降低，物质合成运输膜系统脂成分改变，流动性降低，物质合成运输与信号转导发生障碍，机械抗性降低与信号转导发生障碍，机械抗性降低 。 n色素沉积（溶酶体清除功能下降）。色素沉积（溶酶体清除功能下降）。n细胞增殖能力降低。细胞增殖能力降低。n位于染色体末端，由位于染色体末端，由6个碱基（个碱基（TTAGGG）的重）的重复序列和端粒结合蛋白组成，构成了真核生物染复序列和端粒结合蛋白组成，构成了真核生物染色体的色体的“末端保护帽末端保护帽” ，能稳定染色体结构和功，能稳定染色体结构和功能。
5、能。端粒端粒 Telomeren如果缺少了这种成分，如果缺少了这种成分，染色体之间就会互相粘染色体之间就会互相粘连、出现结构的变化或连、出现结构的变化或其它错误的行为，以致其它错误的行为，以致影响到染色体的生存和影响到染色体的生存和正确复制并进一步威胁正确复制并进一步威胁到细胞的存亡。到细胞的存亡。n细胞分裂时细胞分裂时DNA复制的复制的不完全将引起端粒区不完全将引起端粒区DNA的少量丢失，所以的少量丢失，所以随着细胞分裂次数的增随着细胞分裂次数的增加，端粒不断缩短。加，端粒不断缩短。细胞将停止分裂而趋于老化当端粒缩短到一定程度当端粒缩短到一定程度(临界长度临界长度)时细胞不再分裂时细胞不再分
6、裂端粒酶（端粒酶（Telomerase）n由由RNA和蛋白质组成的复合物，能以和蛋白质组成的复合物，能以RNA为模为模板、以端粒板、以端粒DNA为引物，逆转录合成端粒重复为引物，逆转录合成端粒重复序列，延长端粒。序列，延长端粒。n遗传决定说：基因、突变、遗传决定说：基因、突变、DNA复复制错误累积、分裂极限制错误累积、分裂极限 n自由基自由基损伤效应损伤效应n神经内分泌神经内分泌-免疫失调免疫失调衰老的原因衰老的原因n细胞生命活动的终结即细胞死亡细胞生命活动的终结即细胞死亡，是细胞的基本生，是细胞的基本生命现象命现象。n内因：发育过程或衰老所致的自然死亡。内因：发育过程或衰老所致的自然死亡。n
7、外因：外界物理、化学、生物等各种因子的作用超外因：外界物理、化学、生物等各种因子的作用超过了细胞所能承受的限度或阈值引起的细胞死亡。过了细胞所能承受的限度或阈值引起的细胞死亡。细胞的死亡细胞的死亡n根据细胞死亡形式的不同，可将其分为：细胞凋根据细胞死亡形式的不同，可将其分为：细胞凋亡（亡（1型）、自噬性细胞死亡（型）、自噬性细胞死亡（2型）和细胞坏死型）和细胞坏死（3型）型）过去一直强调细胞凋亡是由遗传过去一直强调细胞凋亡是由遗传（基因）决定（或参与）的程序（基因）决定（或参与）的程序化过程，所以也称为程序性细胞化过程，所以也称为程序性细胞死亡（死亡（programmed cell death
8、， PCD）。现在发现任何细胞死）。现在发现任何细胞死亡形式均有基因所编码的蛋白质亡形式均有基因所编码的蛋白质信号通路的参与，彼此间都可能信号通路的参与，彼此间都可能存在信号调控上的某种联系，细存在信号调控上的某种联系，细胞死亡的形式也不是固定不变的，胞死亡的形式也不是固定不变的，necrosisapoptosisn极端的物理、化学或其他极端的物理、化学或其他严重的病理性因素诱发的严重的病理性因素诱发的细胞死亡，细胞死亡，是一种病理性是一种病理性死亡（被动性？）死亡（被动性？）。n膜通透性增高，水分的渗膜通透性增高，水分的渗入可使细胞肿涨，细胞器入可使细胞肿涨，细胞器变形或肿大。早期无细胞变形
9、或肿大。早期无细胞核的改变，依序呈现核固核的改变，依序呈现核固缩、核碎裂、核溶解，伴缩、核碎裂、核溶解，伴随着质膜破裂崩解，结构随着质膜破裂崩解，结构自溶，内含物释放，引发自溶，内含物释放，引发急性炎症反应。急性炎症反应。坏死坏死（necrosis）n坏死时细胞膜通透性增高，细胞肿胀膨大，早期坏死时细胞膜通透性增高，细胞肿胀膨大，早期核无明显形态学变化，最后膜破裂，细胞内物质核无明显形态学变化，最后膜破裂，细胞内物质散失，释放出的蛋白又破坏邻近的细胞，于是更散失，释放出的蛋白又破坏邻近的细胞，于是更多细胞坏死多细胞坏死产生炎症反应。在愈合过程中常伴产生炎症反应。在愈合过程中常伴随瘢痕形成。随瘢
10、痕形成。左图：正常肝脏右图：丙型肝炎左图：正常肝脏右图：丙型肝炎n坏死凋亡（坏死凋亡（necroptosis）：）：细胞坏死时也有信号参与，细胞坏死时也有信号参与，RIP3可能是决定可能是决定TNF-诱导诱导的细胞坏死的关键蛋白。的细胞坏死的关键蛋白。n被视为机体对外界病理性刺激做被视为机体对外界病理性刺激做出的反应，细胞通过自身的死亡出的反应，细胞通过自身的死亡并通过炎症反应来消除病理性刺并通过炎症反应来消除病理性刺激对机体的影响。激对机体的影响。n细胞凋亡是在生物进化过程中形成的，由基因细胞凋亡是在生物进化过程中形成的，由基因控制的、自主的、有序的细胞死亡方式控制的、自主的、有序的细胞死亡
11、方式凋亡凋亡(apoptosis)参与影响胚胎发育参与影响胚胎发育参与免疫应答，清除多余、衰老、受损细胞，维持体内参与免疫应答，清除多余、衰老、受损细胞，维持体内环境稳定环境稳定与疾病的发生有关与疾病的发生有关 荧光显微镜下凋亡细胞的形态变化荧光显微镜下凋亡细胞的形态变化n从形态学角度，细胞凋亡可分为：从形态学角度，细胞凋亡可分为：n凋亡诱导期。凋亡诱导因素作用于细胞后，通过复杂信号转凋亡诱导期。凋亡诱导因素作用于细胞后，通过复杂信号转导途径将信号传入细胞内，由细胞决定生存或死亡导途径将信号传入细胞内，由细胞决定生存或死亡n执行期：决定死亡的细胞将按预定程序启动凋亡，激活凋亡执行期：决定死亡的
12、细胞将按预定程序启动凋亡，激活凋亡所需的各种酶类及降解相关物质，形成凋亡小体所需的各种酶类及降解相关物质，形成凋亡小体n消亡期：凋亡的细胞被邻近的、具有吞噬能力的细胞所吞噬消亡期：凋亡的细胞被邻近的、具有吞噬能力的细胞所吞噬并降解。并降解。n细胞表面微绒毛、皱褶细胞表面微绒毛、皱褶和突起消失，形成光滑的和突起消失，形成光滑的轮廓轮廓n细胞内脱水，体积缩小，细胞内脱水，体积缩小，核糖体、线粒体聚集核糖体、线粒体聚集n染色质逐渐凝聚成新月染色质逐渐凝聚成新月状附于核膜周边，嗜碱性状附于核膜周边，嗜碱性增强，细胞核固缩，进而增强，细胞核固缩，进而断裂为大小不一的片段断裂为大小不一的片段细胞凋亡的形态
13、改变细胞凋亡的形态改变n细胞膜不断出芽、脱落，细胞膜不断出芽、脱落，生成大小不等的凋亡小体生成大小不等的凋亡小体（apoptoticbody) )，内含，内含细胞质、细胞器和核碎片细胞质、细胞器和核碎片n凋亡小体被具有吞噬功凋亡小体被具有吞噬功能的细胞吞噬、降解能的细胞吞噬、降解n细胞膜保持完整，细胞细胞膜保持完整，细胞内容物不释放，无炎症反内容物不释放，无炎症反应应 n细胞膜表面的各种蛋白质糖链结构的改变细胞膜表面的各种蛋白质糖链结构的改变（膜内侧的磷脂酰丝氨酸（膜内侧的磷脂酰丝氨酸PS暴露于外侧）会暴露于外侧）会被周围细胞探测到，最后由巨噬细胞把凋亡细被周围细胞探测到，最后由巨噬细胞把凋亡
14、细胞吞入水解，最终完成细胞凋亡的全过程。胞吞入水解，最终完成细胞凋亡的全过程。凋亡时细胞的生化改变凋亡时细胞的生化改变 Annexin-V stainingnCaspase级联反应级联反应n核酸内切酶活化，从而导致染色质核酸内切酶活化，从而导致染色质DNA在核小体在核小体连接部位断裂，形成连接部位断裂，形成180 200bp整数倍的寡核苷整数倍的寡核苷酸片段酸片段, 在凝胶电泳上表现为梯形电泳图谱在凝胶电泳上表现为梯形电泳图谱(DNA ladder)细胞凋亡细胞凋亡细胞坏死细胞坏死诱导因子诱导因子特定凋亡信号特定凋亡信号 病理性损伤病理性损伤范围范围单个细胞单个细胞成群细胞成群细胞组织反应组织
15、反应细胞吞噬凋亡小体，无炎细胞吞噬凋亡小体，无炎症症释放细胞内容物，伴炎症释放细胞内容物，伴炎症细胞膜细胞膜完整，形成凋亡小体完整，形成凋亡小体溶解破损溶解破损/通透性增加通透性增加细胞器细胞器完整完整肿胀，崩解肿胀，崩解细胞核细胞核染色质凝集，核固缩、碎染色质凝集，核固缩、碎片化片化染色质弥散，核膜破裂，染色质弥散，核膜破裂，核内物质丢失核内物质丢失溶酶体溶酶体完整完整破裂破裂线粒体线粒体肿胀、通透性增高、肿胀、通透性增高、Cytc释放释放肿胀破裂肿胀破裂细胞体积细胞体积皱缩，失去邻近细胞连接皱缩，失去邻近细胞连接肿胀肿胀基因组基因组DNA核酸内切酶活化，核酸内切酶活化，DNA降解降解为特定
16、长度，电泳图谱呈梯为特定长度，电泳图谱呈梯状状随机降解为任意长度，电随机降解为任意长度，电泳图谱呈弥散状泳图谱呈弥散状酶酶Caspase被活化被活化无无Caspase活性活性能量需求能量需求需需ATP无需无需ATP细胞凋亡的机制研究细胞凋亡的机制研究n细胞凋亡是一个复杂的过程，受到机体内、外多细胞凋亡是一个复杂的过程，受到机体内、外多种因素的影响（细胞凋亡诱导种因素的影响（细胞凋亡诱导/ /抑制因素）抑制因素）n能诱导细胞凋亡的因素多种多样的能诱导细胞凋亡的因素多种多样的（激素和生长因（激素和生长因子子/ /理化因素理化因素/ /免疫因素）免疫因素）n同一组织和细胞受到不同凋亡诱因的作用，其反
17、同一组织和细胞受到不同凋亡诱因的作用，其反应结果不尽相同，而同一因素对不同组织和细胞应结果不尽相同，而同一因素对不同组织和细胞诱导凋亡的结果也各不相同诱导凋亡的结果也各不相同 Sydney Brenner H. Robert Horvitz John E. Sulston 2002 Nobel Prize： for their discoveries concerning genetic regulation of organ development and programmed cell deathn线虫线虫(C. elegans) 凋亡相关基因凋亡相关基因n细胞凋亡的调控涉及许多基因。其中
18、研究较多的细胞凋亡的调控涉及许多基因。其中研究较多的有有ced、 Bcl-2、 p53 、Fas/APO-1、c-myc、 ICE等。等。线虫的细胞凋亡线虫的细胞凋亡n现已发现十几个基因在线虫细胞凋亡过程中起作现已发现十几个基因在线虫细胞凋亡过程中起作用。用。n与凋亡直接相关：细胞死亡基因（与凋亡直接相关：细胞死亡基因（cell death gene） Ced-3、Ced-4，作用是诱发凋亡。作用是诱发凋亡。 ；死亡抑制基因；死亡抑制基因（cell death suppresser gene）Ced-9可使可使Ced-3、Ced-4失活，抑制凋亡发生。失活，抑制凋亡发生。 n与凋亡细胞被吞噬细
19、胞吞噬相关：与凋亡细胞被吞噬细胞吞噬相关：ced-1、ced-2、ced-5、ced-6、ced-7、ced-8和和ced-10 。n与凋亡细胞与凋亡细胞DNA降解相关：降解相关： nuc-1。n与特异性细胞凋亡相关：与特异性细胞凋亡相关： ces-1、ces-2、 egl-1、 her-1。Caspase家族家族nCaspase是是Ced-3的同源物，是引起细胞凋亡的的同源物，是引起细胞凋亡的关键酶，关键酶，共同特点是富含半胱氨酸，共同特点是富含半胱氨酸， C 端同源区端同源区存在半胱氨酸激活位点，被激活后能特异地切割存在半胱氨酸激活位点，被激活后能特异地切割靶蛋白的天冬氨酸残基后的肽键。靶
20、蛋白的天冬氨酸残基后的肽键。 n非活性的非活性的caspase均以酶原形式存在，被信号途均以酶原形式存在，被信号途径激活后，产生径激活后，产生caspase级联反应，将细胞内的级联反应，将细胞内的蛋白质降解。蛋白质降解。根据级联反应中所处的位置，根据级联反应中所处的位置，caspase可分为可分为位于上游的起始蛋白和位于下游的效应蛋白位于上游的起始蛋白和位于下游的效应蛋白n启动凋亡：启动凋亡：Caspase2，Caspase8，Caspase 9，Caspase10 、Caspase11n凋亡执行：凋亡执行：Caspase3， Caspase6， Caspase7nCaspase1、4 、11
21、参与白细胞介素前体活化，参与白细胞介素前体活化，介介导炎症产生，导炎症产生，不直接参加凋亡信号的传递不直接参加凋亡信号的传递n起始蛋白被激活后对效应蛋白进行切割并使之激起始蛋白被激活后对效应蛋白进行切割并使之激活，随后级联反应递次激活下游的活，随后级联反应递次激活下游的caspase。对。对靶蛋白靶蛋白的水解最终导致程序性细胞死亡。的水解最终导致程序性细胞死亡。能够被能够被caspase切割的靶蛋白切割的靶蛋白ncaspase可以裂解核酸酶抑制物从而激活核酸酶，可以裂解核酸酶抑制物从而激活核酸酶，引起引起DNA片段化。片段化。ncaspase可以裂解可以裂解核纤层蛋白，导致核纤层解体、核纤层蛋
22、白，导致核纤层解体、染色质固缩。染色质固缩。ncaspase可以裂解可以裂解细胞结构蛋白如中间纤维、肌细胞结构蛋白如中间纤维、肌动蛋白等，导致细胞形态的改变。动蛋白等，导致细胞形态的改变。ncaspase可作用于可作用于与与DNA修复相关的酶，继而修复相关的酶，继而使使细胞的增殖与复制受阻并发生凋亡。细胞的增殖与复制受阻并发生凋亡。Bcl-2蛋白家族蛋白家族 nBcl-2Bcl-2家族成员都含有家族成员都含有1 14 4个个Bcl-2Bcl-2同源结构域同源结构域（BHBH），并且通常有一，并且通常有一个个C C端疏水尾状结构，端疏水尾状结构，定定位于线粒体外膜位于线粒体外膜。 Bcl-2ce
23、d 9 Bcl-2ced 9 n在线粒体参与的凋亡通在线粒体参与的凋亡通路中起调控作用，能控路中起调控作用，能控制线粒体中制线粒体中Cyt cCyt c等凋亡等凋亡因子的释放因子的释放nBH4BH4是抗凋亡蛋是抗凋亡蛋白所特有的结构白所特有的结构域，域，可以形成异可以形成异二聚体，二聚体，阻止凋阻止凋亡效应。亡效应。自杀相关因子自杀相关因子（factor associated suicidefactor associated suicide, FasFas) )与与FasLFasLnFas是细胞膜表面的凋亡信号受体，属是细胞膜表面的凋亡信号受体，属肿瘤坏死因子受体（肿瘤坏死因子受体（TNF）及
24、神经生）及神经生长因子（长因子（NGF）家族成员。而）家族成员。而Fas配配体体Fasl（Fas ligand）主要表达于活）主要表达于活化的化的T细胞。细胞。凋亡与信号传导凋亡与信号传导n细胞外的凋亡诱导因子作用于靶细胞，通过细胞细胞外的凋亡诱导因子作用于靶细胞，通过细胞内内 不同的信号转导通路，最终激活细胞死亡程序，不同的信号转导通路，最终激活细胞死亡程序，导致细胞凋亡。导致细胞凋亡。nCaspase依赖的细胞凋亡信号转导通路主要有：依赖的细胞凋亡信号转导通路主要有： 死亡受体信号转导通路死亡受体信号转导通路 线粒体通路线粒体通路 内质网通路或导致细胞凋亡的通路内质网通路或导致细胞凋亡的通
25、路n这些通路相互联系，形成网络这些通路相互联系，形成网络死亡受体介导的细胞凋亡死亡受体介导的细胞凋亡n细胞表面的凋亡受体是属于肿瘤坏死因子受细胞表面的凋亡受体是属于肿瘤坏死因子受体（体（TNFR）家族的跨膜蛋白，它们包括）家族的跨膜蛋白，它们包括Fas（Apo-1/CD95）、）、TNFR1、DR3/WSL、DR4/TRAIL-R1和和DR5/TRAIL-R2。其配体。其配体属于属于TNF家族。家族。n均具有富含半胱氨酸的胞外区和含死亡结构均具有富含半胱氨酸的胞外区和含死亡结构域（域（Death domain，DD）的胞内区。）的胞内区。n活化的活化的caspase-8、10启动启动caspa
26、se的级联反应，的级联反应，使使caspase-3、-6、-7的前体蛋白激活，这几种的前体蛋白激活，这几种Caspase可降解胞内结构蛋白和功能蛋白；此外可降解胞内结构蛋白和功能蛋白；此外活化后的活化后的caspase-8引起线粒体中死亡因子的释引起线粒体中死亡因子的释放，最终导致细胞凋亡。放，最终导致细胞凋亡。线粒体介导的细胞凋亡线粒体介导的细胞凋亡 n在脊椎动物细胞的凋亡过程中，线粒体被认为是在脊椎动物细胞的凋亡过程中，线粒体被认为是处于凋亡调控的中心位置。处于凋亡调控的中心位置。n细胞受到一些凋亡刺激因素刺激后，使线粒体膜细胞受到一些凋亡刺激因素刺激后，使线粒体膜的通透性转换孔（的通透性
27、转换孔（permeability transition pore，PTP) )打开或发生变化，线粒体膜间腔中存在凋打开或发生变化，线粒体膜间腔中存在凋亡相关分子（亡相关分子（Cytc、AIF) )可通过线粒体可通过线粒体PT孔或孔或Bcl-2家族成员形成的线粒体跨膜通道释放到细胞家族成员形成的线粒体跨膜通道释放到细胞质中。质中。n而被细胞内信号激活的而被细胞内信号激活的促凋亡蛋白促凋亡蛋白Bid裂解或裂解或Bad或或Bax由胞质转移到由胞质转移到线粒体外膜，使外膜的线粒体外膜，使外膜的通透性发生改变，原本通透性发生改变，原本松散结合于线粒体内膜松散结合于线粒体内膜外表面的外表面的Cytc等凋亡
28、相等凋亡相关蛋白从线粒体膜间隙关蛋白从线粒体膜间隙释放到细胞质中。释放到细胞质中。nCytc与与Apaf-1、caspase-9的前体蛋白形的前体蛋白形成凋亡复合物。成凋亡复合物。n激活后的激活后的caspase-9激活下游的激活下游的caspase-3，进而引，进而引发发caspases级联反级联反应，作用于靶蛋白导应，作用于靶蛋白导致细胞凋亡。致细胞凋亡。n由线粒体逸出凋亡诱导因子由线粒体逸出凋亡诱导因子AIF可进入细胞核中，可进入细胞核中，诱使染色质凝集与诱使染色质凝集与DNA降解，还可促使线粒体释降解，还可促使线粒体释放细胞色素放细胞色素c 和和caspase-9，加速凋亡进程。，加速
29、凋亡进程。其他因素引起其他因素引起的细胞凋亡的细胞凋亡 n在凋亡早期胞质中钙浓度迅速持续升高，位于内在凋亡早期胞质中钙浓度迅速持续升高，位于内质网膜上的质网膜上的caspase-12被被caspase-7激活，继而激活，继而活化活化caspase-3/9促使细胞凋亡，同时高钙浓度促使细胞凋亡，同时高钙浓度可激活钙依赖蛋白，改变线粒体膜的通透性和膜可激活钙依赖蛋白，改变线粒体膜的通透性和膜电位，同样可促进凋亡进程。电位，同样可促进凋亡进程。自噬性细胞死亡自噬性细胞死亡n细胞自噬细胞自噬（autophagy）是通过膜包绕隔离受损）是通过膜包绕隔离受损的或功能退化的细胞器（如线粒体）及某些蛋白的或功
30、能退化的细胞器（如线粒体）及某些蛋白质和大分子物质，与溶酶体融合并水解膜内成分质和大分子物质，与溶酶体融合并水解膜内成分的现象的现象n部分细胞的死亡进程中，并未观察到细胞凋亡或部分细胞的死亡进程中，并未观察到细胞凋亡或坏死的特征，而显示出细胞自噬的特征，说明自坏死的特征，而显示出细胞自噬的特征，说明自噬与细胞死亡有一定的关系，这种细胞死亡也被噬与细胞死亡有一定的关系，这种细胞死亡也被称为自噬性细胞死亡（称为自噬性细胞死亡（2 2型细胞死亡）型细胞死亡）自噬性细胞死亡的形态变化自噬性细胞死亡的形态变化n即将发生自噬的细胞胞质中出现大量游离的膜性结构，称即将发生自噬的细胞胞质中出现大量游离的膜性结
31、构，称为前自噬体（为前自噬体（preautophagosomepreautophagosome）-诱导诱导/ /识别识别/ /选择选择n自噬体（自噬体（autophagosomeautophagosome）：前自噬泡逐渐发展成为由双）：前自噬泡逐渐发展成为由双层膜结构形成的空泡，其中包裹着退变的细胞器和部分细层膜结构形成的空泡，其中包裹着退变的细胞器和部分细胞质。胞质。-形成形成n自噬体的外膜与溶酶体膜融合，内膜及其包裹的物质进入自噬体的外膜与溶酶体膜融合，内膜及其包裹的物质进入溶酶体腔，被溶酶体中的酶水解。这种吞噬了细胞内成分溶酶体腔，被溶酶体中的酶水解。这种吞噬了细胞内成分的溶酶体即自噬溶
32、酶体（的溶酶体即自噬溶酶体（autophagolysosomeautophagolysosome）-降解降解细胞自噬分型细胞自噬分型 n巨自噬（巨自噬（macroautophagy）、微自噬）、微自噬（microautophagy）、分子伴侣介导的自噬（）、分子伴侣介导的自噬（chaperone-mediated autophagy，CMA）nCMA借助借助HSC70特异地识别并结合含有特异地识别并结合含有KFERQKFERQ（Lys-Phe-Glu-Arg-GlnLys-Phe-Glu-Arg-Gln）序列的蛋白，通）序列的蛋白，通过过和溶酶体膜相关蛋白和溶酶体膜相关蛋白2A（lysosom
33、al-associated membrane protein 2A，LAMP2A）相互作用而特异性的将目的蛋白转运相互作用而特异性的将目的蛋白转运进溶酶体内降解。进溶酶体内降解。细胞自噬相关基因细胞自噬相关基因Atgn自噬泡形成过程中要形成两个泛素样蛋白系统，自噬泡形成过程中要形成两个泛素样蛋白系统，组成成份为组成成份为Atg3Atg3、 Atg5Atg5、Atg7Atg7、Atg10Atg10、Atg12 Atg12 和和LC3 LC3 （microtubule-associated protein 1 microtubule-associated protein 1 light chain
34、 3light chain 3，MAP1-LC3MAP1-LC3）所编码的蛋白，它们）所编码的蛋白，它们参与自噬体的最终形成。参与自噬体的最终形成。n第一条第一条泛素样蛋白系统泛素样蛋白系统是是Atg12Atg12首先由首先由E1E1样酶样酶Atg7Atg7活化，之后转运至活化，之后转运至E2E2样酶样酶Atg10Atg10，最后与，最后与Atg5Atg5结合，结合，形成自噬体前体形成自噬体前体，再通过，再通过Atg16Atg16形成更大的复合物。形成更大的复合物。n第二条第二条泛素样蛋白系统泛素样蛋白系统是是LC3LC3前体形成后，加工成胞前体形成后，加工成胞质质可溶性可溶性LC3-LC3-
35、，其羧基末端的，其羧基末端的GlyGly残基暴露。残基暴露。nLC3-LC3-被被Atg7Atg7活化，转运至第二种活化，转运至第二种E2E2样酶样酶Atg3Atg3，并，并与与磷脂酰乙醇胺磷脂酰乙醇胺相结合相结合，修饰成膜结合形式，修饰成膜结合形式LC3-LC3-，定，定位于前自噬体和自噬体膜，参与自噬泡形成。位于前自噬体和自噬体膜，参与自噬泡形成。n一旦自噬体与溶酶体融合，自噬体内的一旦自噬体与溶酶体融合，自噬体内的LC3-LC3-即被溶即被溶酶体中的水解酶降解酶体中的水解酶降解。n哺乳动物雷帕霉素靶蛋白（哺乳动物雷帕霉素靶蛋白（mammalian target of rapamycin， mTOR）可抑制自噬的发生。雷帕霉素（）可抑制自噬的发生。雷帕霉素（rapamycin）通过）通过抑制抑制mTOR的活性，抑制核糖体蛋白的活性，抑制核糖体蛋白S6（p70S6）活性，诱导）活性，诱导自噬发生的作用。自噬发生的作用。The end
