細胞死への入門

Cell Biology

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Summary

壊死、アポトーシス、オートファジー細胞死は、細胞が死ぬことができるし、これらのメカニズムは細胞障害、低栄養レベル、またはシグナリング蛋白質など、さまざまな刺激によるすべてのマナーです。壊死は細胞死の「偶然」または予期しない形式であると考えられているのに対し、アポトーシス、オートファジーが両方、プログラム、細胞によって「計画された」証拠が存在します。

この入門ビデオでは、ゼウスは、アポトーシスに関与する遺伝子の識別を助けたワームで最近仕事を含む細胞死に係る鍵となる発見を強調表示します。異なる死経路とその相互作用を見ていくつかの細胞死を研究する科学者によって質問を探る。最後に、細胞死を評価するためにいくつかの方法を検討し、我々 は研究者がどのように彼らの実験にこれらの手法を今日適用注意してください。

Cite this Video

JoVE Science Education Database. 細胞生物学の必需品. 細胞死への入門. JoVE, Cambridge, MA, (2017).

逆説的に、細胞死は、生物の人生を形作るのに役立ちます。だけ、全体の生物のような細胞は、事故によるけがのための老化の結果として死ぬことができるまたは感染の広がりを防ぐために自らを犠牲に病原体侵入セルを次します。これらの状況下で、細胞はアポトーシス、オートファジー、壊死など異なる死経路を従うことができます。すべてのこれらの種類は、特定の形態的特徴を表示します。アポトーシスまたはプログラム細胞死膜「ブレブ」と核断片化に 。規制はまた、オートファジーは細胞コンポーネントを囲む大きな空胞の形成につながります。最後に、ある「計画外」または偶発的な壊死は、セル換散の終了します。

このビデオがこれらの経路の同定につながった重要な発見を議論、研究者はまだ細胞死について求めている質問を探検、議論、それらに答えるし、最後にいくつかの例の実験を確認に使用するツール。

最初に、異なる細胞死経路を解読する助けいくつかのキーの者を確認してみましょう。

これらのパスを記述する現代用語は古代ギリシャの医師ヒポクラテスに遡る。彼は、「落ちる大きい」を意味用語アポトーシスを使用、破壊後に観察「細断処理」骨を記述するため。「壊死」最初の顕著な言及が 1859 年に、発生した、現代の時代に来るときルドルフ ・ ウィルヒョウ —細胞病理学と呼ばれる彼のコンパイル時に-「高度な組織破壊」説明にこの用語を使用

今後 10 年顕微鏡学の進歩によって、1877 年にカール ダンピングを拒否、ジュリアス Cohnheim できた壊死細胞レベルでの研究します。彼らは核の損失のような死のこのタイプに関連付けられている形態学的特徴への洞察力を提供しました。

ほぼ 70 年後、クリスチャン ・ ド ・ デューブ発見「オートファジー」細胞成分が包まれているオートファゴソームは、別の種類の細胞小器官のヒューズと呼ばれる膜結合型細胞小器官によって分解する過程-リソソーム-さらそれら内容を破壊します。今知っているオートファジーは実際にセルに二重の役割を果たしている生存を促進するか、または死を誘導します。

1972 年、ジョン ・ カー、A. R. カリーとアンドリュー Wyllie は特異な形態とは細胞死の別の種類を観察しました。このプロセスから「落ちる」死んだ細胞の関与部分彼らそれを与えた古代ギリシャ名アポトーシス。その後、アポトーシスは、1977 年、h. r. ホロビッツとジョン ・ サルストンがc. の elegans開発を勉強していたときに「プログラム細胞死」の形として認識されました。彼らは、特定のセルが別のワームで同時にアポトーシスを受けるだろうことを気づいた。

開発初期段階でこれが起こっていたのでそれは遺伝子がアポトーシスに導くかもしれないことを示唆しました。この仮説は、1980 年代に、ときに彼らは特定のcedまたは「c. の elegans死」遺伝子の変異と細胞はこれらのワームの開発中に死ななかった観測のホロビッツのグループによって確認されました。後、ホロビッツはced 3遺伝子エンコード、カスパーゼと呼ばれるタンパク質分解酵素であることを示した。今、我々 は主要な役割を果たす細胞死と複数のカスパーゼがあることを知っています。

細胞死においてこれらの進歩は研究者を探索する新しい道路開設それらのいくつかを見てみましょう。

常にどのような要因は細胞死をトリガーを見つけることに興味があった。それらを識別するために研究者が現在放射線、化学物質、細胞を公開するシグナル分子と度または死の種類変更をそれから捜します。

他の科学者は、各細胞死メカニズムに関与する生化学的経路の解明に興味があります。現在、我々 は、アポトーシス次の経路、カスパーゼが主要な酵素、オートファジー オートファゴソーム形成に必要なタンパク質を含むに対し知っています。知られている、これらの経路でコンポーネントがあり、研究者がそれらを説明する方法を考え出すしようとしています。さらに、任意の「クロストーク」細胞死経路間で発生したかどうか、研究者も研究しています。クロストークが存在する場合、同じ信号は、アポトーシス、オートファジーと同様に分割できます。

最後に、研究の人気エリアは、なぜ理解して扱う特定のセル-癌細胞のように-不滅になります。科学者は癌細胞で突然変異を探して、常に死経路に関与する因子をコードする遺伝子に影響を与えるそれらのいずれかどうかを評価します。

これらはすべての複雑な質問ですが、幸いにも研究者がそれらに答えるために彼らの処分でさまざまなツールをあります。

トリパン ブルー法は細胞死化合物の効果を評価する一般的なスクリーニング ツールです。彼らは保有」選択性膜、"として生きているセルを入力ことはできませんが、死んだ細胞の膜「破裂している。」と入力できます汚れ依存してアッセイこの試金は細胞死を識別、特定の細胞死経路を特定する失敗します。

したがって、科学者たちは、カスパーゼ活性測定法のような技術を設計しています。カスパーゼはアポトーシス中にアクティブにので科学者は、彼らはカスパーゼによって活性化しているときに蛍光を発するこれらの酵素のための基板を追加できます。これはアポトーシス細胞の同定に役立ちます。

同様に、アポトーシスが起こる DNA 断片化識別できます使用してそのタグを試薬にたよる tunel 損傷 DNA の「ニック」の終了。この方法は比較的簡単に行う、それは分野で一般的に使用される試金です。

科学者が彼らの人口で起こる細胞死の機構を決定する場合、彼らはアネキシン V ペアすることができ、ヨウ化 propidium (PI) のフローサイトメトリー解析と汚れ。アネキシン V は、PI に DNA に関連付けるに破損した膜を通って入るに対し、膜中のホスファチジルセリン残留にバインドします。得られたデータを研究することによって科学者は異なる死経路を経るセルを区切ることができます。

最後に、科学者を使用できますライブセル イメージング細胞死のプロセスをリアルタイムで表示します。これはオートファジー、壊死を識別するために使用できるすべての包括的な手法やアポトーシスの形態学的特徴に基づきます。

あなたが見た、いくつかを検出する方法細胞死は、いくつかの固有ではない、他のアポトーシス細胞を識別することができます、いくつかは、異なる経路を区別があります。

今、科学者たちが細胞死についてもっと勉強して、これらの技術を使用している方法を見てみましょう。

ダイエットは、健康に重要な役割を果たしている、さまざまな組織の細胞死に影響を与える可能性があります。このin vitroアッセイで研究者はパルミチン酸、飽和脂肪酸の乳製品と肉の両方に存在するマウスの神経細胞を公開し、アポトーシスを評価するカスパーゼの試金を使用します。彼らはパルミチン酸処理細胞が増加したカスパーゼ活性および細胞死を示した発見しました。

他の研究者は、薬が異なる死のメカニズムを誘発する方法を決定するこれらの試金を使用しています。ここでは、蛍光に分類されたがん細胞を持つトランスジェニック マウスは、ドキソルビシン、抗がん薬を注入しました。癌細胞の形態変化を探して、生きている動物の科学者のイメージを作成し、セルは、アポトーシスと壊死に薬物治療がトリガーされることを決定しました。

最後に、いくつかの科学者は、細胞死を反転することができるかどうかを調べています。この実験では、研究者はエタノール、ひと癌細胞を公開し、アポトーシス経路に着手するそれらが引き起こしたこの治療法様々 なアッセイを確認します。エタノールを洗う時に影響を受けるセル「アナスタシスは」と呼ばれるプロセスを介してアポトーシスから回復することができたこれは、どのように癌の薬物治療の後返すことができます洞察を提供しました。

ゼウスの細胞死経路の概要を見てきただけ。このビデオ レビュー細胞死研究の歴史-20 世紀に古代から-現在のいくつかの質問を議論。また細胞死を試金するための一般的な方法を説明し、これらの技術環境、病気および細胞死の間の接続を理解する使われ方を示します。いつも見てくれてありがとう!

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