細(xì)胞增殖分化異常與疾病課件

1、第二講細(xì)胞增殖和分化異常與疾病Abnormal Cell Proliferation, Apoptosis and Related of Disease受精卵成人200多種細(xì)胞 約1014個細(xì)胞1個細(xì)胞“細(xì)胞增殖”“細(xì)胞分化”34受精卵成人200多種細(xì)胞 約1014個細(xì)胞1個細(xì)胞“細(xì)胞增殖”“細(xì)胞分化”“細(xì)胞凋亡”裸鼠的結(jié)腸癌病理模型復(fù)制胃癌手術(shù)后腫瘤細(xì)胞轉(zhuǎn)移患者（患者處于惡液質(zhì)狀態(tài)）瘤細(xì)胞為什么會發(fā)生？Abnormal Differentiation and DiseasesAbnormal Proliferation and Diseases7細(xì)胞增殖的概述細(xì)胞增殖異常與疾病細(xì)胞周期及其調(diào)

2、控細(xì)胞周期調(diào)控異常與疾病調(diào)控細(xì)胞周期與疾病的防治細(xì)胞增殖(cell proliferation)細(xì)胞分化（cell differentiation) 細(xì)胞通過生長和分裂使細(xì)胞數(shù)目增加,使子細(xì)胞獲得和母細(xì)胞相同遺傳特性的過程。 細(xì)胞通過分裂增殖產(chǎn)生結(jié)構(gòu)和功能上有特定差異的子代細(xì)胞的過程。兩者關(guān)系:相互關(guān)聯(lián) 但有所不同基因型相同 細(xì)胞表型不同9生命延續(xù)的保證生長發(fā)育的基礎(chǔ)維持細(xì)胞數(shù)量穩(wěn)態(tài)細(xì)胞增殖分化生物學(xué)意義 參與創(chuàng)傷修復(fù)細(xì)胞周期(cell cycle)指細(xì)胞從一次分裂結(jié)束，到下一次分裂終了的過程或間隔的時(shí)間。 細(xì)胞增殖是通過細(xì)胞周期來實(shí)現(xiàn)G1期:DNA合成前期 S期: DNA合成期 G2期:DN

3、A合成后期 M期: 有絲分裂期圖1 細(xì)胞周期過程 特點(diǎn): 單向性階段性檢查點(diǎn)微環(huán)境影響機(jī)體活細(xì)胞分類:周期性細(xì)胞 (連續(xù)分裂細(xì)胞)G0期細(xì)胞 (休眠細(xì)胞)終端分化細(xì)胞(不分裂細(xì)胞)2019年10月8日美國人LelandHartwell、英國人Paul Nurse、TimothyHunt因?qū)?xì)胞周期調(diào)控機(jī)理的研究而榮獲諾貝爾生理醫(yī)學(xué)獎 利蘭.哈特韋爾 保羅.諾斯 蒂莫西.亨特Controlling Genes CDKs cyclins 細(xì)胞周期的調(diào)控細(xì)胞周期自身調(diào)控細(xì)胞外信號對細(xì)胞周期的調(diào)控14細(xì)胞周期自身調(diào)控CDK cyclinCDI檢查機(jī)制驅(qū)動機(jī)制周期素依賴性蛋白激酶(cyclin depe

4、ndent kinase)“引擎”“油門”“剎車”“檢查站關(guān)卡”細(xì)胞周期檢查點(diǎn)周期素(cyclin) “油門” 特點(diǎn):呈周期性波動功能:激活相應(yīng)CDK，驅(qū)動該期前進(jìn)Cyclin至少有8種，分三大類G1期cyclinS期cyclinG2/M期cyclin:cyclin D,E等:cyclin A等:cyclin B等性質(zhì):屬絲氨酸/蘇氨酸蛋白酶類型:CDK家族有9種成員（ CDK19） CDK的激活是細(xì)胞周期運(yùn)行的直接動力 -CDK與相應(yīng)的cyclin結(jié)合才能被激活 -不同階段有相應(yīng)的cyclin/CDK 周期素依賴性激酶(CDK) “引擎”cyclinCDKCyclin-CDK復(fù)合物及其相關(guān)蛋

5、白 Cyclins 相關(guān)CDKs 細(xì)胞周期作用 相關(guān)蛋白 低物 降解 A CDK1，CDK2 S+G2, M p107+E2F，p21，PCNA Rb ubiquitinB(B1,B2) CDK1(cdc2) G2, M p21,PCNA Rb ubiquitin C CDK8 G1 - - PESTD(D1-3) CDK4(2,5,6) G1 Rb,p21,p27,p15,p16,PCNA Rb PEST E CDK2 G1+G1, S p107+E2F ,p21,PCNA Rb PEST F - S - - - G - G1 - - - H CDK7 G1,S,G2, M - CDK1,4

6、,6 -Cyclin周期變化圖細(xì)胞增殖異常細(xì)胞增殖異常 【CDKs活化部位與抑制部位】CAK對CDK1活化部位磷酸化活化，同時(shí)伴有抑制部位去磷酸化?；罨课唬–DK1Thr161）磷酸化抑制部位（CDK1Thr14、Tyr15）去磷酸化依賴P80cdc25酶作用CDK1與cyclin B1結(jié)合(Maturation promoting factor,MPF) 啟動M期CDK1與cyclin A結(jié)合 啟動G2期磷酸酶P80cdc25 【CDK活化與調(diào)控細(xì)胞周期】 CDK2與cyclin E結(jié)合， CDK4、CDK6與cyclin D1、D2、D3結(jié)合 pRb磷酸化 游離E2F釋放 啟動G1期 D

7、NA合成 啟動S期不同階段的cyclin/CDK復(fù)合物 CDK1/CycBCDK活性的影響因素cyclin (正調(diào)節(jié))Thr161的磷酸化（活性位點(diǎn)）Thr14和Tyr15去磷酸化(抑制位點(diǎn)）某些氨基酸殘基磷酸化狀態(tài)CDI(負(fù)調(diào)節(jié))泛素降解滅活CDKCAK+21Ink4 Kip結(jié)構(gòu)特點(diǎn)組成成員作用特點(diǎn)含一個重復(fù)結(jié)構(gòu)域錨蛋白P16 Ink4a P15 Ink4 b P18 Ink4 cP19 Ink4d特異性地與CDK4/6結(jié)合,抑制激酶活性N端含一個保守的80個氨基酸序列P21waflP27kip1P57kip2與cyclin/CDK復(fù)合物結(jié)合而抑制CDK周期素依賴性激酶抑制因子(CDI) “

8、剎車”可特異性抑制CDK的活性22DNA損傷檢查點(diǎn)： G1/S、 G2/M交界處DNA復(fù)制檢查點(diǎn)： S/G2交界處紡錘體組裝檢查點(diǎn)：M/G0交界處 在生物進(jìn)化過程中，細(xì)胞發(fā)展出一套保證細(xì)胞周期中DNA復(fù)制和染色體分配質(zhì)量的檢查機(jī)制。細(xì)胞周期檢查點(diǎn)(checkpoint) “關(guān)卡”23G1/S檢查點(diǎn) S/ G2期檢查點(diǎn) 細(xì)胞周期檢查點(diǎn)細(xì)胞凋亡失敗細(xì)胞周期正常修復(fù)機(jī)制有問題成功探測器傳感器效應(yīng)器(CDK)質(zhì)量情況G2/M檢查點(diǎn) M/G0檢查點(diǎn)DNA損傷 P53促進(jìn)CDI中的P21cip1表達(dá)當(dāng)DNA損傷后，使P53磷酸化，磷酸化P53上調(diào) p21Cipl基因的轉(zhuǎn)錄，P21Cipl能與多種 CDK-

9、cyclin復(fù)合物結(jié)合，抑制CDKs的激活，阻滯G1/S的過渡，為DNA修復(fù)提供足夠時(shí)間?！綜heck mechanism】25其它因素泛素(ubiquitin)依賴的蛋白溶解系統(tǒng)抑癌基因產(chǎn)物P53和Rb蛋白細(xì)胞外信號對細(xì)胞周期的調(diào)控促cyclinD的合成及下調(diào)CDI的合成抑制信號：TGF-等增殖信號：肽類生長因子等下調(diào)cyclin和CDK等表達(dá)，誘導(dǎo)CDI產(chǎn)生G1期存在一個“限定點(diǎn)”（restriction point），它決定細(xì)胞是否進(jìn)入周期。 這主要受細(xì)胞外信號的調(diào)控。 pRb E2F細(xì)胞增殖異常28絲/蘇氨酸蛋白激酶型受體Smad2Smad4-PP-TGF-TGFR細(xì)胞膜胞漿胞核Sma

10、d4Smad2-P-PSmad2Smad4P-P-TGF-途徑對細(xì)胞增殖的負(fù)調(diào)控作用抑制增殖抑制CDK4的表達(dá)誘導(dǎo)CDI的產(chǎn)生29-Checkpoint+驅(qū)動機(jī)制檢查機(jī)制CDICyclin-CDK抑制信號-+增殖信號+ - 自 身 調(diào) 控 胞外信號 調(diào)控 細(xì)胞周期調(diào)控30細(xì)胞周期調(diào)控異常細(xì)胞增殖過度 細(xì)胞增殖缺陷疾病驅(qū)動機(jī)制異常檢查機(jī)制障礙惡性腫瘤、家族性紅細(xì)胞增多癥、前列腺肥大等糖尿病腎病、神經(jīng)退行性疾病、再生障礙性貧血等細(xì)胞周期調(diào)控異常與疾病31細(xì)胞增殖過度與腫瘤腫瘤細(xì)胞惡性增殖的機(jī)制細(xì)胞周期調(diào)控異常與疾病32驅(qū)動機(jī)制檢查機(jī)制CDI-checkpointCDK4,6 /cyclinDCDK

11、2/cyclinECDK2/cyclinACDK1/cyclinBCyclin -CDK+細(xì)胞惡性增殖驅(qū)動力增強(qiáng)檢查機(jī)制失靈腫瘤細(xì)胞惡性增殖的機(jī)制 1細(xì)胞周期驅(qū)動機(jī)制失控 Cyclins的過表達(dá)（Over expression of cyclins） 腫瘤的發(fā)生與cyclin（D、E）過量表達(dá)有關(guān)。 【Cyclin D1（Bcl-1）過表達(dá)原因】（原癌基因） 基因擴(kuò)增（Cyclin D1過表達(dá)的主要機(jī)制） 乳腺癌、胃癌、食道癌存在Cyclin D1基因擴(kuò)增過度。細(xì)胞增殖異常染色體倒位（Chromosome inversion）Cyclin D1基因倒位于甲狀旁腺啟動子控制下 Cyclin D1

12、蛋白合成 染色體易位（Chromosome translocation) 甲狀旁腺腺癌 Bcl-1 t(11:14) (q13:q32)易位 Cyclin D1受Ig重鏈基因增強(qiáng)子影響 Cyclin D1表達(dá)（p15:q13） CDK 表達(dá)異常主要見于CDK4、CDK6過表達(dá)。CDK4+ cyclin D結(jié)合 CDK4/cyclin D CDKs表達(dá) pRb pRb磷酸化 細(xì)胞增殖過度 E2F G1/S過渡加速【Cyclin D過表達(dá)致腫瘤機(jī)制】Cyclin D過表達(dá) + 生長因子 CDKs瀑布效應(yīng) 細(xì)胞增殖過度 易發(fā)生細(xì)胞癌變 細(xì)胞增殖異?；蛲蛔僀yclin D1 T286突變 Cycli

13、n D1泛素化受阻 Cyclin D1可能細(xì)胞增殖異常 CDI表達(dá)不足和突變 腫瘤細(xì)胞中常出現(xiàn)CDI（腫瘤抑制基因）表達(dá)不足或突變。 InK4失活 【p16 InK4基因失活原因】 突變或缺失、染色體易位、p16 InK4高度甲基化。 【Mechanism】 p16 InK4基因表達(dá) CDK4與cyclin D結(jié)合 細(xì)胞周期處在“易于”被啟動狀態(tài) 易發(fā)生細(xì)胞癌變 可能細(xì)胞增殖異常正常 【Mechanism】 p53基因突變 P21cip1轉(zhuǎn)錄 DNA受損細(xì)胞增殖 Kip/Cip含量減少（Deficient expression of Kip/Cip） P21cipl功能 cyclins/CDK

14、s活性 細(xì)胞周期速度 增殖細(xì)胞核抗原（PCNA） 阻滯DNA復(fù)制 2. 細(xì)胞周期監(jiān)控機(jī)制受損(Impairment of checkpoint system) 主要原因：G1/S、G2/M檢查點(diǎn)異常 失察結(jié)果：探測DNA損傷功能降低 （如發(fā)現(xiàn)不了DNA損傷，會導(dǎo)致基因缺失、易位、染色體重排等） 表 人類腫瘤p53基因突變熱點(diǎn)和頻率腫瘤型 突變頻率（%） 突變熱點(diǎn) 腫瘤型 突變頻率（%） 突變熱點(diǎn)肺癌 56 157，248，273 前列腺癌 30 不確定結(jié)腸癌 50 175，245，248，273 肝細(xì)胞癌 45 249食道癌 45 不確定 膠質(zhì)癌 25 175、248卵巢癌 44 273 乳腺

15、癌 22 175、248、273胰腺癌 44 273 子宮內(nèi)膜癌 22 248皮膚癌 44 248、278 甲狀腺癌 13 248、273胃癌 41 不確定 白血病 12 175、248頭頸鱗癌 37 248 宮頸癌 7 273膀胱癌 34 280 軟組織肉瘤 31 不確定細(xì)胞增殖異常 G2/M 交界處失察 G2/M交界處 DNA雙鏈斷裂 激活DNA損傷檢查點(diǎn) 阻止細(xì)胞進(jìn)入M期 誘導(dǎo)修復(fù)基因轉(zhuǎn)錄 完成斷裂的DNA修復(fù) 失去G2/M檢查點(diǎn)的阻滯作用 染色體發(fā)生重排、丟失細(xì)胞增殖異常黃芪和三七主要有效成分配伍對氧化損傷所致的細(xì)胞凋亡及其活性氧、線粒體膜電位的影響納米雄黃對肺癌A549細(xì)胞增殖影響及

16、其機(jī)制的探討丹參酮A磺酸鈉對胰腺癌BX-PC-3細(xì)胞系增殖與細(xì)胞周期調(diào)控因子表達(dá)的影響40細(xì)胞凋亡異常與疾病概述細(xì)胞凋亡的過程與調(diào)控細(xì)胞凋亡失調(diào)與疾病細(xì)胞凋亡與疾病的防治細(xì)胞凋亡異常的發(fā)生機(jī)制凋亡相關(guān)基因激活DNase激活、Caspases激活巨噬細(xì)胞吞噬分解凋亡細(xì)胞悉尼布雷諾爾羅伯特霍維茨約翰蘇爾斯頓2019年諾貝爾生理與醫(yī)學(xué)獎獲得者細(xì)胞凋亡大致過程(The process of apoptosis)+cAMP、Ca2+、神經(jīng)酰胺死亡信號凋亡誘導(dǎo)因素受體凋亡信號轉(zhuǎn)導(dǎo) 凋亡基因激活 凋亡的執(zhí)行 凋亡細(xì)胞清除 一、細(xì)胞凋亡的概述細(xì)胞凋亡的概念細(xì)胞凋亡異常42核固縮或碎裂凋亡小體形成 (apopt

17、otsis body)細(xì)胞皺縮出芽染色質(zhì)邊集炎癥反應(yīng)無炎癥反應(yīng)Apoptotsis bodynecrosisRelease of intracellular contentsInflammationapoptosis細(xì)胞腫脹細(xì)胞結(jié)構(gòu)全面 破壞細(xì)胞凋亡與壞死形態(tài)學(xué)改變的差別凋亡細(xì)胞(掃描電鏡) 凋亡細(xì)胞(透射電鏡)APLApoptosis形態(tài)學(xué)改變 （The morphologic characteristics of apoptosis）細(xì)胞凋亡異常44細(xì)胞凋亡的生化改變內(nèi)源性核酸內(nèi)切酶的激活DNA片段化 DNA雙鏈在核小體連接區(qū)被核酸內(nèi)切酶切割而斷裂成180-200bp或其整倍數(shù)的片段。凋亡

18、蛋白酶caspase的激活核小體30nm染色質(zhì)的基本結(jié)構(gòu)DNA片段長度約為200bp酶切點(diǎn)細(xì)胞凋亡的生化改變內(nèi)源性核酸內(nèi)切酶的激活DNA片段化 DNA雙鏈在核小體連接區(qū)被核酸內(nèi)切酶切割而斷裂成180-200bp或其整倍數(shù)的片段。電泳呈特征性的“梯”狀條帶(ladder pattern)“梯”狀條帶(ladder pattern)壞死條帶細(xì)胞凋亡的生化改變:內(nèi)源性核酸內(nèi)切酶的激活凋亡蛋白酶caspase的激活滅活凋亡抑制蛋白分解與細(xì)胞骨架構(gòu)成相關(guān)的蛋白直接作用于細(xì)胞結(jié)構(gòu)使之解體瓦解核結(jié)構(gòu)成核碎片含半胱氨酸的門冬氨酸特異水解酶 (cysteine -containing aspartate-spe

19、cific protease) Caspase屬于半胱氨酸蛋白酶家族，14個成員(Caspase 1-14)。細(xì)胞凋亡異常 Caspase信號通路分類 上游（啟動型）（Caspase-8 -10）下游（效應(yīng)型）（Caspase -3,-6,-7）（共同通路） Caspase （Ced-3亞家族）死亡受體通路線粒體途徑大小亞基結(jié)合（二聚體） caspase活化（四聚體） 結(jié)構(gòu)特點(diǎn) Pro-caspase： NH2末端結(jié)構(gòu)域、 20KD亞基、 10KD亞基 剪切膜通透性、線粒體腫脹、mApaf-1活化Cyt.c線粒體途徑（Intrinsic or mitochondrial pathway） Ca

20、2+NO缺血缺氧活性氧MPT開放Cyt.c+Pro-caspase-9Caspase-9ATPApaf-1+Apaf-1活化Cyt.cCARDapoptosome細(xì)胞凋亡異常 AIFcaspase-independent apoptosisPro-Caspase-3凋亡Caspase-3Pro-caspase-2caspase-2Pro-caspase-6Caspase-6Pro-caspase-7caspase-7Pro-caspase-9ICAD （抑制性 CAD）CAD（ caspase活化DNA酶）CDA進(jìn)入細(xì)胞核內(nèi)降解DNA細(xì)胞凋亡剪切細(xì)胞內(nèi)結(jié)構(gòu)蛋白caspase-9 4Activa

21、tion of caspase-3（共同通路）(Effector caspase)Caspase-3Pro-caspase-3細(xì)胞凋亡異常表1 細(xì)胞凋亡與細(xì)胞壞死的比校 凋亡 壞死性質(zhì) 生理性或病理性,特異性 病理性,非特異性誘因 較弱刺激 強(qiáng)烈刺激凋亡小體 有 無基因調(diào)控 有 無形態(tài)變化細(xì)胞皺縮，胞膜及細(xì)胞器相對完整，核固縮細(xì)胞腫脹 , 細(xì)胞結(jié)構(gòu)全面破壞主動過程,有新蛋白合成 被動過程,無新蛋白合成DNA電泳DNA片狀不規(guī)則，電泳多呈涂抹狀DNA片段化電泳呈“梯”狀條帶 無 有 炎癥反應(yīng)生化特點(diǎn)53細(xì)胞凋亡異常與疾病概述細(xì)胞凋亡的過程與調(diào)控細(xì)胞凋亡失調(diào)與疾病細(xì)胞凋亡與疾病的防治細(xì)胞凋亡異常的

22、發(fā)生機(jī)制54 細(xì)胞凋亡的過程與調(diào)控 凋亡信號 凋亡信號轉(zhuǎn)導(dǎo) 凋亡相關(guān)基因激活 細(xì)胞凋亡的執(zhí)行 凋亡細(xì)胞的清除apoptosis凋亡過程與調(diào)控凋亡過程+受體cAMPCa2+神經(jīng)酰胺凋亡誘導(dǎo)因素死亡信號凋亡相關(guān)基因激活DNase激活Caspases激活巨噬細(xì)胞吞噬分解凋亡細(xì)胞信號轉(zhuǎn)導(dǎo)基因激活執(zhí)行凋亡凋亡細(xì)胞的清除apoptosis凋亡過程與調(diào)控凋亡過程受體cAMPCa2+神經(jīng)酰胺凋亡相關(guān)基因激活信號轉(zhuǎn)導(dǎo)細(xì)胞膜細(xì)胞核凋亡誘導(dǎo)因素+Dnase激活Caspases激活死亡信號apoptosis凋亡過程與調(diào)控凋亡過程DNase激活Caspases激活凋亡細(xì)胞的清除凋亡執(zhí)行58凋亡信號生理性凋亡信號激素或生

23、長因子的直接作用病理性凋亡信號激素或生長因子的間接作用59誘導(dǎo)性因素理化因素 射線、化療藥微生物學(xué)因素 細(xì)菌、病毒免疫性因素 抑制性因素病理性凋亡信號化學(xué)促癌物質(zhì)病毒 EB病毒60細(xì)胞凋亡信號的轉(zhuǎn)導(dǎo)(transduction)死亡受體介導(dǎo)的凋亡通路內(nèi)質(zhì)網(wǎng)介導(dǎo)的凋亡通路線粒體介導(dǎo)的凋亡通路死亡受體介導(dǎo)的凋亡通路61死亡受體 -是一類通過與相應(yīng)配體結(jié)合， 傳遞細(xì)胞凋亡信號的膜受體配體：TNF-、FasL、TRAIL等死亡受體介導(dǎo)的凋亡通路62死亡受體介導(dǎo)的凋亡通路63死亡受體介導(dǎo)的凋亡通路64Fas細(xì)胞膜FasL腫瘤壞死因子受體家族Caspase-1降解H1組蛋白DNA暴露酶切位點(diǎn)胞外抗Fas抗體

24、、免疫細(xì)胞表面的FasL及可溶性FasL等神經(jīng)鞘磷脂酶活性神經(jīng)酰胺激活蛋白激酶caspases級聯(lián)反應(yīng)Ca2+信號系統(tǒng)核酸內(nèi)切酶細(xì)胞凋亡65線粒體介導(dǎo)的凋亡通路由死亡受體非依賴的凋亡信號啟動66線粒體內(nèi)外膜間通透性轉(zhuǎn)換孔(PTP)開放 線粒體膜通透性增大 凋亡啟動因子釋放 細(xì)胞凋亡線粒體跨膜電位( m )凋亡誘導(dǎo)因素Ca2+ 、 NO、缺血、缺氧及活性氧等？線粒體介導(dǎo)的凋亡通路67線粒體介導(dǎo)的凋亡通路 Ca2+ 、 NO、缺血、缺氧及活性氧等68線粒體介導(dǎo)的凋亡通路 Ca2+ 、 NO、缺血、缺氧及活性氧等69線粒體介導(dǎo)的凋亡通路 Ca2+ 、 NO、缺血、缺氧及活性氧等70 Ca2+ 、 N

25、O、缺血、缺氧及活性氧等死亡受體通路線粒體通路小結(jié)71 凋亡相關(guān)基因的激活-凋亡相關(guān)基因按預(yù)定程序激活執(zhí)行凋亡所需的各種酶類內(nèi)源性核酸內(nèi)切酶凋亡蛋白酶Caspases組織型轉(zhuǎn)谷氨酰胺酶需鈣蛋白酶可使肌動蛋白、纖維連接蛋白和粘附蛋白等交聯(lián)形成僵硬不溶的蛋白，凋亡小體參與酶的活化和膜的再塑72凋亡誘導(dǎo)因素信號轉(zhuǎn)導(dǎo)啟動凋亡程序凋亡雙向調(diào)控基因C-myc抑制凋亡基因Bcl-2Bcl-XL-促進(jìn)凋亡基因wtp53Bax+ 凋亡的調(diào)控基因73促凋亡基因wtP53細(xì)胞凋亡修復(fù)失敗細(xì)胞阻滯于G1期缺陷的DNAwtP53CIP表達(dá)修復(fù)成功細(xì)胞周期“分子警察”?74P53介導(dǎo)的凋亡反應(yīng)模式P53BaxBcl-2C

26、aspase-9Caspase3,6,7蛋白溶解細(xì)胞凋亡Cty C ATPApaf-1線粒體BidFas DRSCaspase-8,10銜接子抑制凋亡基因Bcl-2 抗凋亡機(jī)制:抑制促凋亡性調(diào)節(jié)蛋白(Bax等)抑制caspases的激活抗氧化作用抑制線粒體釋放促凋亡的蛋白維持細(xì)胞鈣穩(wěn)態(tài)即B細(xì)胞淋巴瘤/白血病-2基因 (B cell lymphoma /leukemia-2， Bcl-2)76C-myc(癌基因) 對細(xì)胞凋亡具有雙向調(diào)節(jié)作用C-myc增殖 有GF凋亡無GF雙向調(diào)控基因77凋亡細(xì)胞的清除吞噬細(xì)胞受體對凋亡細(xì)胞識別 （凋亡細(xì)胞有死亡標(biāo)記）凝集素：識別細(xì)胞表面糖類Victronecti

27、n受體：由血小板反應(yīng)蛋白介導(dǎo)磷脂酰絲氨酸受體：磷脂酰絲氨酸78 凋亡信號凋亡信號轉(zhuǎn)導(dǎo)凋亡相關(guān)基因激活細(xì)胞凋亡的執(zhí)行凋亡細(xì)胞的清除小結(jié)：生理性凋亡信號病理性凋亡信號死亡受體介導(dǎo)的凋亡通路 線粒體介導(dǎo)的凋亡通路 內(nèi)質(zhì)網(wǎng)介導(dǎo)的凋亡通路激活執(zhí)行凋亡所需的各種酶類內(nèi)源性核酸內(nèi)切酶 凋亡蛋白酶caspases等吞噬細(xì)胞凝集素的作用血小板反應(yīng)蛋白介導(dǎo)吞噬磷脂酰絲氨酸受體的作用79細(xì)胞凋亡與疾病概述細(xì)胞凋亡的過程與調(diào)控細(xì)胞凋亡失調(diào)與疾病細(xì)胞凋亡與疾病的防治細(xì)胞凋亡異常的發(fā)生機(jī)制80細(xì)胞凋亡異常發(fā)生機(jī)制氧化損傷鈣穩(wěn)態(tài)失衡線粒體損傷死亡受體的激活81超氧陰離子（O2-） 羥自由基（OH.） 過氧化氫（H2O2）等

28、氧化損傷氧化應(yīng)激(oxidative stress)電離輻射等氧自由基生物大分子氧化損傷82氧化應(yīng)激致細(xì)胞凋亡的機(jī)制:引起鈣穩(wěn)態(tài)失衡及線粒體損傷促進(jìn)凋亡基因的表達(dá)激活Ca2+/Mg2+依賴的核酸內(nèi)切酶損傷DNA，激活P53基因脂質(zhì)過氧化作用損傷細(xì)胞膜83鈣穩(wěn)態(tài)失衡胞內(nèi)Ca2+濃度升高TNF-,抗CD3抗體等激活核酸內(nèi)切酶激活谷氨酰胺轉(zhuǎn)移酶Ca2+使DNA易被切割促凋亡基因表達(dá)細(xì)胞凋亡84 Ca2+ 、 NO、缺血、缺氧及活性氧等死亡受體通路線粒體通路線粒體損傷85凋亡信號轉(zhuǎn)導(dǎo)凋亡相關(guān)基因激活細(xì)胞凋亡的執(zhí)行凋亡細(xì)胞的清除凋亡誘導(dǎo)因素(+)細(xì)胞凋亡異常發(fā)生機(jī)制氧化損傷鈣穩(wěn)態(tài)失衡線粒體損傷死亡受體的

29、激活86細(xì)胞凋亡失調(diào)與疾病細(xì)胞凋亡不足細(xì)胞凋亡過度細(xì)胞凋亡不足與過度并存“該死的細(xì)胞沒死”“不該死的細(xì)胞死了”87細(xì)胞凋亡不足腫瘤“該死的細(xì)胞沒死”凋亡抑制Bcl-2基因表達(dá)增加P53基因突變或缺失細(xì)胞癌變增殖失控腫瘤形成病毒感染性疾病細(xì)胞凋亡不足“該死的細(xì)胞沒死”腫瘤凋亡促進(jìn)基因的P53失活凋亡抑制基因bcl-2的過表達(dá)滅活I(lǐng)CE痘病毒產(chǎn)生ICE的抑制物89細(xì)胞凋亡過度心血管疾病心肌缺血與缺血-再灌注損傷“不該死的細(xì)胞死了”心肌細(xì)胞凋亡的可能機(jī)制：氧化應(yīng)激缺血缺氧死亡受體Fas表達(dá)顯著上調(diào)缺氧P53基因激活90細(xì)胞凋亡過度心血管疾病心肌缺血與缺血-再灌注損傷心力衰竭病毒感染HIV感染SARS

30、冠狀病毒感染 神經(jīng)元退行性疾病阿爾茨海默氏病帕金森氏病等“不該死的細(xì)胞死了”細(xì)胞凋亡抑制除了參與腫瘤的發(fā)病過程，也涉及癌細(xì)胞的轉(zhuǎn)移發(fā)生。異常融合蛋白慢性髓細(xì)胞性白血病（CML） 染色體易位t (9；22)( Ph染色體) Bcr-abl融合基因 NF-B活化、細(xì)胞凋亡速率 表達(dá)和產(chǎn)生p210 Bcr-abl蛋白質(zhì) CML髓系祖細(xì)胞的克隆擴(kuò)增 腫瘤發(fā)生 存在病毒的癌基因HBV編碼的HBX是Caspase-3的強(qiáng)效抑制物，與肝癌發(fā)生密切相關(guān)。細(xì)胞凋亡異常92細(xì)胞凋亡不足與過度并存動脈粥樣硬化(atherosclerosis,AS)致病因素血管內(nèi)皮細(xì)胞凋亡過度平滑肌細(xì)胞凋亡相對不足粥樣硬化灶形成93

31、細(xì)胞凋亡在疾病防治中的意義防治思路凋亡不足凋亡過度凋亡誘導(dǎo)因素凋亡信號轉(zhuǎn)導(dǎo)凋亡相關(guān)基因激活細(xì)胞凋亡的執(zhí)行誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡抑制細(xì)胞凋亡(+)氧化損傷 鈣穩(wěn)態(tài)失衡線粒體損傷(-)(-)94細(xì)胞凋亡在疾病防治中的意義合理利用凋亡相關(guān)因素用外源性TNF誘導(dǎo)白血病細(xì)胞凋亡治療白血病用神經(jīng)生長因子治療阿爾茨海默氏病95細(xì)胞凋亡在疾病防治中的意義合理利用凋亡相關(guān)因素干預(yù)凋亡信號轉(zhuǎn)導(dǎo)用阿霉素刺激腫瘤細(xì)胞表達(dá)Fas， 促使腫瘤細(xì)胞凋亡用環(huán)胞霉素A阻抑線粒體跨膜電位下降 和防止PTP開放防止細(xì)胞凋亡96細(xì)胞凋亡在疾病防治中的意義合理利用凋亡相關(guān)因素干預(yù)凋亡信號轉(zhuǎn)導(dǎo)調(diào)節(jié)凋亡相關(guān)基因向腫瘤細(xì)胞導(dǎo)入野生型p53基因， 促使

32、腫瘤細(xì)胞凋亡97細(xì)胞凋亡在疾病防治中的意義合理利用凋亡相關(guān)因素干預(yù)凋亡信號轉(zhuǎn)導(dǎo)調(diào)節(jié)凋亡相關(guān)基因控制凋亡相關(guān)的酶用鋅抑制核酸內(nèi)切酶和caspases 的活性治療AD和AIDS用鈣阻滯劑抑制核酸內(nèi)切酶和 caspases 防治缺血再灌注損傷內(nèi)源性核酸內(nèi)切酶激活Ca2+/Mg2+增加核酸內(nèi)切酶活性Zn2+抑制核酸內(nèi)切酶活性DNA片段化（DNA ladding pattern） 激活核酸內(nèi)切酶 核小體連接區(qū)發(fā)生DNA降解 寡核小體片段（180200bp的倍數(shù)）鈣超載（Calcium overload）Ca2+載體A23187 B淋巴細(xì)胞內(nèi)Ca2+ 誘導(dǎo)B細(xì)胞凋亡（Ca2+在細(xì)胞凋亡中充當(dāng)?shù)蛲鲂盘杺鬟f的

33、角色） 2. 生化改變（The biochemical characteristics of apoptosis）細(xì)胞凋亡異常 細(xì)胞膜磷脂酰絲氨酸外翻（caspase激活、PKC活化、蛋白合成等） 凋亡信號（The mainly induced factors of apoptosis） Table：Influence of factors of apoptosis 誘導(dǎo)性因素（Inducers） 抑制性因素（Inhibitors）理化因素 射線、高溫、強(qiáng)酸、 細(xì)胞因子 IL-2、NGF等 強(qiáng)堿、應(yīng)激、抗癌藥 激素 ACTH、睪丸酮、雌激素激素和因子 糖皮質(zhì)激素、TNF 其它 Zn2+、苯巴比

34、妥、半胱氨免疫性因素 CTL分泌的粒酶 酸蛋白酶抑制劑、EBV、病原體因素 HIV、HCV 牛痘、病毒、中性氨基酸 細(xì)胞凋亡異常二、細(xì)胞凋亡的調(diào)控凋亡信號可通過下列環(huán)節(jié)誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡1氧化損傷（Oxidation damage ）氧自由基破壞了機(jī)體正常的氧化/還原動態(tài)平衡，造成生物大分子的氧化損傷，形成嚴(yán)重的氧化應(yīng)激狀態(tài)?！綧echanism】激活p53基因、消耗ATP、生物膜脂質(zhì)過氧化、激活核酸內(nèi)切酶,啟動細(xì)胞凋亡。各種氧化劑、缺氧等直接通過氧化損傷誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡。2鈣超載（Calcium overload ）3線粒體損傷（ Mitochondria damage ）4死亡受體的激活凋亡誘導(dǎo)信號

35、等 胞漿Ca2+ 激活Ca2+/Mg2+依賴的核酸內(nèi)切酶，降解DNA鏈；激活谷氨酰胺轉(zhuǎn)移酶，促使細(xì)胞骨架分子之間發(fā)生廣泛交聯(lián)，有利 于凋亡小體形成；激活核轉(zhuǎn)錄因子，加速細(xì)胞凋亡相關(guān)基因的轉(zhuǎn)錄；在ATP參與下，暴露出核小體之間的連接區(qū)，有利于DNA內(nèi)切酶切 割DNA。鈣超載引起凋亡機(jī)制細(xì)胞凋亡細(xì)胞凋亡異常1死亡受體通路（Extrinsic or cytoplasmic pathway）死亡受體 TNFR、Fas、DR3、DR4、DR5等是一類通過與相應(yīng)配體結(jié)合，傳遞細(xì)胞凋亡信號的細(xì)胞膜蛋白。通路（pathway）細(xì)胞凋亡異常FSAL FADDPro-caspase-8Caspase-8Caspa

36、se-3Pro-caspase-3細(xì)胞凋亡生長因子、信號、Fas抗體FASFADD（Fas-associated death domain）； DD（death domain）；DED （death effector domain）。DEDDEDDDcaspase-10細(xì)胞凋亡細(xì)胞凋亡信號的轉(zhuǎn)導(dǎo)細(xì)胞凋亡異常c-FLIP: cellular Fas-associated death domain-like IL-1 beta-converting enzyme inhibitory protein膜通透性、線粒體腫脹、mApaf-1活化Cyt.c 2線粒體途徑（Intrinsic or mito

37、chondrial pathway） Ca2+NO缺血缺氧活性氧MPT開放Cyt.c+Pro-caspase-9Caspase-9ATPApaf-1+Apaf-1活化Cyt.cCARDapoptosome細(xì)胞凋亡異常 AIFcaspase-independent apoptosisPro-Caspase-3凋亡Caspase-3Pro-caspase-2caspase-2Pro-caspase-6Caspase-6Pro-caspase-7caspase-7Pro-caspase-9ICAD （抑制性 CAD）CAD（ caspase活化DNA酶）CDA進(jìn)入細(xì)胞核內(nèi)降解DNA細(xì)胞凋亡剪切細(xì)胞內(nèi)結(jié)構(gòu)蛋白caspase-9 4Activation of caspase-3（共同通路）(Effector caspase)Caspase-3Pro-caspase-3細(xì)胞凋亡異常1. Caspases Caspase屬于半胱氨酸蛋白酶家族，14個成員(Caspase 1-14)。細(xì)胞凋亡異常細(xì)胞凋亡的執(zhí)行 Caspase信號通路分類 上游（啟動型）（Caspase-8 -10）下游（效應(yīng)型）（Caspase -3,-6,-7）（共同通路） Caspase （Ced-3亞家族）死亡受體通路線粒體途徑大小亞基結(jié)合（二聚體） cas