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[Dyne 25th 기초실험방] Cell Death

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작성자 다인바이오 작성일14-12-19 17:51 조회22,079회 댓글0건

본문

Cell Death 

 

 

Necrosis :  

Necrosis는 보통 apoptosis와는 다르게 통제할 수 없고, 우연하게 일어나며, apoptosis autophagy가 되기에 부족해서 일어나는 세포의 죽음이다. Necrosis는 세포질이 부풀어올라 액포를 형성(blebbing)하고, 세포소기관(미토콘드리아, 소포체, 골지체) 팽창, 염색질 응축이다. 세포가 부풀어올라 터지게 되면 세포내용물이 넘치게 되고 염증반응이 일어난다.

Necrosis가 일어나게 되면 이온펌프의 기능을 잃고 지질막이 부어오르고 파열되며, 세포내 칼슘이 상당히 증가한다.

 

Programmed Cell DEATH


Autophagy : 

  이중막을 형성해서 제거할 물질을 둘러싼 뒤에 리소좀 액포와 결합하는 autophagosome을 포함하고 있다. 이중막에 의해서 불필요한 세포의 성분을 제거한다.

 

Apoptosis : 

Apoptosis 원형질막에 기포방울이 생기면서 시작되고, 미토콘드리아 지령에 의해서 단기간에 질서있는세포사멸이 일어난다. 입자를 둘러싼 막인 apoptotic body로 나누어지며, apoptotic body는 핵의 일부와 온전한 세포기관을 포함하고 있다.

Apoptotic body가 온전한 원형질막으로 이루어져 있어서 세포 내용물이 세어나가는 경우가 없기 때문에, 염증반응이 일어나지 않는다. 게다가 대식세포가 apoptotic 세포를 제거할 때, 염증 억제제 싸이토카인 생산물질을 만든다.

Apoptotic 세포는 빠르게 먹히고 소화되기 때문에, 많은 양의 세포가 죽을 때에도, 조직에서는 적은 양의 세포사멸만 볼 수 있다. 이 때문에 병리학자들에게 오랜 시간 동안 apoptosis는 외면해왔다. 세포 내부에서 눈에 띄는 apoptosis의 특징은 핵 응축(condensation)과 세포가 작아져서 세포사이에 틈이 생겨 일어나는 DNA분절화(fragmentation)가 있고, 이는 다른 세포사멸에서는 볼 수 없는 특징이다. 다른 특징으로는 뉴클레오솜 파편 사이에서 이루어지는 광범위한 DNA핵의 가수분해가 있다.

 Apoptosis는 초기발달, 조직항상성, 면역 반응에서 불필요하고 해로운 세포를 제거하기 위해 일어나는 가장 빈번한 Cell death과정이다. 게다가 대부분의 항암치료는 apoptotic pathway와 관련이 있다.

Apoptosis의 변화는 죽음 자극에 관계없이, 모든 세포에서 고정적이며 비슷하게 이루어지는데, 이런 변화에서 생화학적인 매커니즘은 이미 확립된 프로그램을 따른다. 선충, 곤충, 사람세포에서 apoptosis는 진화적으로 보존되고 독특한 활동을 하는 세포사이에 존재하는 단백질 분해효소인 Caspases과 관련이 있으며, 주위 대식세포의 식세포작용에 의해서 제거 된다.


12m_3w1.png

12m_3w2.jpg

12m_3w3.jpg

Ap

optosis 특징 : 

 

원형질막 Blebbing, 세포부피 감소, 핵 응축, 세포골격 붕괴, DNA 쪼개짐, 수축

Caspase 활성화 단백질 방출, Enzyme 유출, PH 감소, 세포 내 Ca²+ 농도 증가

 

Apoptosis 요인 : 

정상상태에서 inhibitor와 결합해 있다가 Apoptosis 유발물질에 의해서

활성화되어 일어난다.

 

Apoptosis 에서 중요한 역할을 하는 것 :

Caspase 3

-       Apoptosis, Necrosis, 염증반응에서 중요한 역할을 하는 시스테인 단백질 분해효소

-       Caspase 3에 의해서 PARP가 나뉘게 된다.

 

Caspase 3 activity assay

-      Western-blot assay: analysis towards activation of pro-caspase-3

-      Fluorescence spectrometer assay

-      Flow cytometry assay

 

BCL2

-       암을 일으키는 원인 단백질, 세포가 죽는걸 저지하는 Apoptosis inhibitor의 역할을 한다.

 

PARP

-      PARP는 손상된 세포를 인식하고 이를 보호하는 일에 관여한다.

-      PARP (Poly ADP_ribose polymerase) caspase3의 중요한 물질이다.

 

PARP : Cell death에서 역할

-      세포사멸에 관련된 효소에 의해서 DNA가 분해될 때, 손상된 DNA를 회복하려고 사용하는 ATP를 대폭 감소시킬 수 있다.

-      세포의 ATP의 고갈로 인해서 세포의 용해와 세포 사멸이 일어난다.

-      PARP는 미토콘드리아에서 AIF를 방출하게 만드는 PAR 생산을 통해서, apoptosis를 직접적으로 유발하는 능력을 가지고 있다.

-      이 과정은 caspase activity와 독립적으로 일어난다.

 

Apoptosis assay

1. Caspase activation

2. DNA fragmentation

3. Membrane alterations

4. Mitochondrial changes

 

 

12m_3wddd.jpg

 

 

Roche : Apoptosis Product Selection Guide

 

Cell Populations

실험 방법

특징

사용 제품

Cat. No

 Gel electrophoresis

 DNA fragmentation, qualitative

 Apoptotic DNA Ladder Kit

11 835 246 001

 Western blot

 Caspase activity

 Anti-poly Polymerase

11 835 238 001

 Colorimetric ELISA

 DNA fragmentation

 Cell Death Detection ELISA

11 774 425 001

11 920 685 001

 BrdU incorporation in DNA fragments,

quantitative

 Cellular DNA Fragmentation ELISA

11 585 045 001

 Fluorimetric ELISA

 Caspase activity, quantitative

 Caspase 3 Activity Assay

12 012 952 001

 Homogeneous Caspases Assay

03 005 372 001

12 236 869 001

 

Single Cells

실험 방법

특징

사용 제품

Cat. No

 FACS or fluorescence  microscopy

 DNA fragmentation

 In situ Cell Death Detection Kit, TMR red

12 156 792 910

 In situ Cell Death Detection Kit, Fluorescein

11 684 795 910

 Caspase activity, indirect

 M30 CytoDEATH, Fluorescein

12 156 857 001

 M30 CytoDEATH

12 140 322 001

12 140 349 001

 Light microscopy

 DNA fragmentation

 In situ Cell Death Detection Kit, POD

11 684 817 910

 In situ Cell Death Detection Kit, AP

11 684 809 910






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