細(xì)胞增殖分化異常與疾病課件

第二講細(xì)胞增殖和分化異常與疾病AbnormalCellProliferation,ApoptosisandRelatedofDisease8細(xì)胞增殖分化異常與疾病3受精卵成人200多種細(xì)胞約1014個(gè)細(xì)胞1個(gè)細(xì)胞“細(xì)胞增殖”“細(xì)胞分化”8細(xì)胞增殖分化異常與疾病338細(xì)胞增殖分化異常與疾病3受精卵成人200多種細(xì)胞約1014個(gè)細(xì)胞1個(gè)細(xì)胞“細(xì)胞增殖”“細(xì)胞分化”“細(xì)胞凋亡”48細(xì)胞增殖分化異常與疾病3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(huì)發(fā)生？8細(xì)胞增殖分化異常與疾病3AbnormalDifferentiationandDiseasesAbnormalProliferationandDiseases8細(xì)胞增殖分化異常與疾病3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)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78細(xì)胞增殖分化異常與疾病3細(xì)胞增殖(cellproliferation)細(xì)胞分化（celldifferentiation)

細(xì)胞通過生長(zhǎng)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8細(xì)胞增殖分化異常與疾病3生命延續(xù)的保證生長(zhǎng)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)98細(xì)胞增殖分化異常與疾病3細(xì)胞周期(cellcycle)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:DNA合成后期

M期:有絲分裂期8細(xì)胞增殖分化異常與疾病3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)8細(xì)胞增殖分化異常與疾病32001年10月8日美國人Leland

Hartwell、英國人PaulNurse、Timothy

Hunt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(jiǎng)

利蘭.哈特韋爾保羅.諾斯蒂莫西.亨特ControllingGenesCDKscyclins8細(xì)胞增殖分化異常與疾病3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(hào)對(duì)細(xì)胞周期的調(diào)控138細(xì)胞增殖分化異常與疾病3細(xì)胞周期自身調(diào)控CDKcyclinCDI檢查機(jī)制驅(qū)動(dòng)機(jī)制周期素依賴性蛋白激酶(cyclin

dependent

kinase)“引擎”“油門”“剎車”“檢查站關(guān)卡”細(xì)胞周期檢查點(diǎn)148細(xì)胞增殖分化異常與疾病3周期素(cyclin)“油門”特點(diǎn):呈周期性波動(dòng)功能:激活相應(yīng)CDK，驅(qū)動(dòng)該期前進(jìn)Cyclin至少有8種，分三大類G1期cyclinS期cyclinG2/M期cyclin:cyclinD,E等:cyclinA等:cyclinB等8細(xì)胞增殖分化異常與疾病3性質(zhì):屬絲氨酸/蘇氨酸蛋白酶類型:CDK家族有9種成員（CDK1~9）

CDK的激活是細(xì)胞周期運(yùn)行的直接動(dòng)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”cyclinCDK8細(xì)胞增殖分化異常與疾病3Cyclin-CDK復(fù)合物及其相關(guān)蛋白

Cyclins相關(guān)CDKs細(xì)胞周期作用相關(guān)蛋白低物降解

ACDK1，CDK2S+G2,Mp107+E2F，p21，PCNARbubiquitinB(B1,B2)CDK1(cdc2)G2,Mp21,PCNARbubiquitinCCDK8G1--PESTD(D1-3)CDK4(2,5,6)G1Rb,p21,p27,p15,p16,PCNARbPESTECDK2G1+G1,Sp107+E2F,p21,PCNARbPESTF-S---G-G1---HCDK7G1,S,G2,M-CDK1,4,6-Cyclin周期變化圖細(xì)胞增殖異常8細(xì)胞增殖分化異常與疾病3細(xì)胞增殖異常

【CDKs活化部位與抑制部位】CAK對(duì)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cyclinB1結(jié)合(Maturationpromotingfactor,MPF)啟動(dòng)M期▲CDK1與cyclinA結(jié)合啟動(dòng)G2期磷酸酶P80cdc25

【CDK活化與調(diào)控細(xì)胞周期】▲CDK2與cyclinE結(jié)合，CDK4、CDK6與cyclinD1、D2、D3結(jié)合

pRb磷酸化游離E2F釋放↑啟動(dòng)G1期

DNA合成啟動(dòng)S期8細(xì)胞增殖分化異常與疾病3不同階段的cyclin/CDK復(fù)合物CDK1/CycB8細(xì)胞增殖分化異常與疾病3CDK活性的影響因素①cyclin(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)）②某些氨基酸殘基磷酸化狀態(tài)④CDI(負(fù)調(diào)節(jié))⑤泛素降解滅活CDK③CAK+8細(xì)胞增殖分化異常與疾病3Ink4Kip結(jié)構(gòu)特點(diǎn)組成成員作用特點(diǎn)含一個(gè)重復(fù)結(jié)構(gòu)域錨蛋白P16Ink4a

\P15Ink4b\P18Ink4c\P19Ink4d特異性地與CDK4/6結(jié)合,抑制激酶活性N端含一個(gè)保守的80個(gè)氨基酸序列P21wafl\P27kip1\P57kip2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)“剎車”可特異性抑制CDK的活性218細(xì)胞增殖分化異常與疾病3DNA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”228細(xì)胞增殖分化異常與疾病3G1/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(cè)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238細(xì)胞增殖分化異常與疾病3P53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-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heckmechanism】8細(xì)胞增殖分化異常與疾病3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258細(xì)胞增殖分化異常與疾病3細(xì)胞外信號(hào)對(duì)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(hào)：TGF-β等增殖信號(hào)：肽類生長(zhǎng)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(gè)“限定點(diǎn)”（restrictionpoint），它決定細(xì)胞是否進(jìn)入周期。這主要受細(xì)胞外信號(hào)的調(diào)控。8細(xì)胞增殖分化異常與疾病3pRbE2F細(xì)胞增殖異常8細(xì)胞增殖分化異常與疾病3絲/蘇氨酸蛋白激酶型受體Smad2Smad4-PP-TGF-βTGFβR細(xì)胞膜胞漿胞核Smad4Smad2-P-PSmad2Smad4P-P-TGF-β途徑對(duì)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288細(xì)胞增殖分化異常與疾病3-Checkpoint+驅(qū)動(dòng)機(jī)制檢查機(jī)制CDICyclin-CDK抑制信號(hào)-+增殖信號(hào)+

--

自身調(diào)控

胞外信號(hào)

調(diào)控細(xì)胞周期調(diào)控298細(xì)胞增殖分化異常與疾病3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(dòng)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308細(xì)胞增殖分化異常與疾病3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318細(xì)胞增殖分化異常與疾病3驅(qū)動(dòng)機(jī)制檢查機(jī)制CDI-checkpointCDK4,6/cyclinDCDK2/cyclinECDK2/cyclinACDK1/cyclinBCyclin-CDK+細(xì)胞惡性增殖驅(qū)動(dòng)力增強(qiáng)檢查機(jī)制失靈腫瘤細(xì)胞惡性增殖的機(jī)制328細(xì)胞增殖分化異常與疾病31．細(xì)胞周期驅(qū)動(dòng)機(jī)制失控

■Cyclins的過表達(dá)（Overexpressionofcyclins）腫瘤的發(fā)生與cyclin（D、E）過量表達(dá)有關(guān)。

【CyclinD1（Bcl-1）過表達(dá)原因】（原癌基因）

▲基因擴(kuò)增（CyclinD1過表達(dá)的主要機(jī)制）乳腺癌、胃癌、食道癌存在CyclinD1基因擴(kuò)增過度。細(xì)胞增殖異?！旧w倒位（Chromosomeinversion）CyclinD1基因倒位于甲狀旁腺啟動(dòng)子控制下CyclinD1蛋白合成↑

▲染色體易位（Chromosometranslocation)甲狀旁腺腺癌Bcl-1t(11:14)(q13:q32)易位

CyclinD1受Ig重鏈基因增強(qiáng)子影響

CyclinD1表達(dá)↑（p15:q13）8細(xì)胞增殖分化異常與疾病3■CDK表達(dá)異常主要見于CDK4、CDK6過表達(dá)。CDK4↑+cyclinD結(jié)合↑CDK4/cyclinD↑CDKs表達(dá)↑

pRbpRb磷酸化↑細(xì)胞增殖過度

E2F↑G1/S過渡加速【CyclinD過表達(dá)致腫瘤機(jī)制】CyclinD過表達(dá)+生長(zhǎng)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)胞增殖異常▲基因突變CyclinD1T286突變CyclinD1泛素化受阻CyclinD1↑可能8細(xì)胞增殖分化異常與疾病3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

【p16InK4基因失活原因】

突變或缺失、染色體易位、p16InK4高度甲基化。

【Mechanism】p16InK4基因表達(dá)↓CDK4與cyclinD結(jié)合↓細(xì)胞周期處在“易于”被啟動(dòng)狀態(tài)

易發(fā)生細(xì)胞癌變

可能8細(xì)胞增殖分化異常與疾病3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（DeficientexpressionofKip/Cip）

P21cipl功能cyclins/CDKs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(Impairmentofcheckpointsystem)

主要原因：G1/S、G2/M檢查點(diǎn)異常失察結(jié)果：探測(cè)DNA損傷功能降低

（如發(fā)現(xiàn)不了DNA損傷，會(huì)導(dǎo)致基因缺失、易位、染色體重排等）

8細(xì)胞增殖分化異常與疾病3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56157，248，273前列腺癌30不確定結(jié)腸癌50175，245，248，273肝細(xì)胞癌45249食道癌45不確定膠質(zhì)癌25175、248卵巢癌44273乳腺癌22175、248、273胰腺癌44273子宮內(nèi)膜癌22248皮膚癌44248、278甲狀腺癌13248、273胃癌41不確定白血病12175、248頭頸鱗癌37248宮頸癌7273膀胱癌34280軟組織肉瘤31不確定細(xì)胞增殖異常8細(xì)胞增殖分化異常與疾病3

■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8細(xì)胞增殖分化異常與疾病3黃芪和三七主要有效成分配伍對(duì)氧化損傷所致的ＰＣ１２細(xì)胞凋亡及其活性氧、線粒體膜電位的影響納米雄黃對(duì)肺癌A549細(xì)胞增殖影響及其機(jī)制的探討丹參酮ⅡA磺酸鈉對(duì)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

8細(xì)胞增殖分化異常與疾病3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408細(xì)胞增殖分化異常與疾病3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2002年諾貝爾生理與醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)獲得者?細(xì)胞凋亡大致過程(Theprocessofapoptosis)+cAMP、Ca2+、神經(jīng)酰胺死亡信號(hào)凋亡誘導(dǎo)因素受體凋亡信號(hào)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?8細(xì)胞增殖分化異常與疾病3核固縮或碎裂凋亡小體形成

(apoptotsisbody)細(xì)胞皺縮出芽染色質(zhì)邊集炎癥反應(yīng)無炎癥反應(yīng)ApoptotsisbodynecrosisReleaseofintracellularcontentsInflammationapoptosis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428細(xì)胞增殖分化異常與疾病3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（Themorphologiccharacteristicsofapoptosis）細(xì)胞凋亡異常8細(xì)胞增殖分化異常與疾病3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。凋亡蛋白酶caspase的激活448細(xì)胞增殖分化異常與疾病3核小體30nm染色質(zhì)的基本結(jié)構(gòu)DNA片段長(zhǎng)度約為200bp酶切點(diǎn)458細(xì)胞增殖分化異常與疾病3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(ladderpattern)468細(xì)胞增殖分化異常與疾病3“梯”狀條帶(ladderpattern)壞死條帶8細(xì)胞增殖分化異常與疾病3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-containingaspartate-specificprotease)8細(xì)胞增殖分化異常與疾病3■Caspase屬于半胱氨酸蛋白酶家族，14個(gè)成員(Caspase1-14)。細(xì)胞凋亡異?！鯟aspase信號(hào)通路分類

上游（啟動(dòng)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8細(xì)胞增殖分化異常與疾病3膜通透性↑、線粒體腫脹、△

m↓Apaf-1活化Cyt.c線粒體途徑（Intrinsicormitochondrialpathway）

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-independentapoptosisPro-Caspase-3凋亡Caspase-38細(xì)胞增殖分化異常與疾病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

4．Activationofcaspase-3（共同通路）(Effectorcaspase)Caspase-3Pro-caspase-3細(xì)胞凋亡異常8細(xì)胞增殖分化異常與疾病3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(duì)完整，核固縮細(xì)胞腫脹,細(xì)胞結(jié)構(gòu)全面破壞主動(dòng)過程,有新蛋白合成被動(dòng)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)8細(xì)胞增殖分化異常與疾病3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538細(xì)胞增殖分化異常與疾病3

細(xì)胞凋亡的過程與調(diào)控

凋亡信號(hào)

凋亡信號(hào)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548細(xì)胞增殖分化異常與疾病3apoptosis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(hào)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(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)基因激活執(zhí)行凋亡凋亡細(xì)胞的清除8細(xì)胞增殖分化異常與疾病3apoptosis凋亡過程與調(diào)控凋亡過程Ⅰ受體cAMPCa2+神經(jīng)酰胺凋亡相關(guān)基因激活信號(hào)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(hào)8細(xì)胞增殖分化異常與疾病3apoptosis凋亡過程與調(diào)控凋亡過程ⅡDNase激活Caspases激活凋亡細(xì)胞的清除凋亡執(zhí)行8細(xì)胞增殖分化異常與疾病3凋亡信號(hào)生理性凋亡信號(hào)激素或生長(zhǎng)因子的直接作用病理性凋亡信號(hào)激素或生長(zhǎng)因子的間接作用588細(xì)胞增殖分化異常與疾病3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(hào)化學(xué)促癌物質(zhì)病毒EB病毒598細(xì)胞增殖分化異常與疾病3細(xì)胞凋亡信號(hào)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608細(xì)胞增殖分化異常與疾病3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(hào)的膜受體配體：TNF-α、FasL、TRAIL等死亡受體介導(dǎo)的凋亡通路618細(xì)胞增殖分化異常與疾病3死亡受體介導(dǎo)的凋亡通路628細(xì)胞增殖分化異常與疾病3死亡受體介導(dǎo)的凋亡通路638細(xì)胞增殖分化異常與疾病3Fas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、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(jí)聯(lián)反應(yīng)Ca2+信號(hào)系統(tǒng)核酸內(nèi)切酶細(xì)胞凋亡648細(xì)胞增殖分化異常與疾病3線粒體介導(dǎo)的凋亡通路由死亡受體非依賴的凋亡信號(hào)啟動(dòng)658細(xì)胞增殖分化異常與疾病3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(dòng)因子釋放

細(xì)胞凋亡線粒體跨膜電位(ψm)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668細(xì)胞增殖分化異常與疾病3線粒體介導(dǎo)的凋亡通路Ca2+、

NO、缺血、缺氧及活性氧等678細(xì)胞增殖分化異常與疾病3線粒體介導(dǎo)的凋亡通路Ca2+、

NO、缺血、缺氧及活性氧等688細(xì)胞增殖分化異常與疾病3線粒體介導(dǎo)的凋亡通路Ca2+、

NO、缺血、缺氧及活性氧等698細(xì)胞增殖分化異常與疾病3Ca2+、

NO、缺血、缺氧及活性氧等死亡受體通路線粒體通路小結(jié)708細(xì)胞增殖分化異常與疾病3

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(dòng)蛋白、纖維連接蛋白和粘附蛋白Ⅱ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718細(xì)胞增殖分化異常與疾病3凋亡誘導(dǎo)因素信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)啟動(dòng)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728細(xì)胞增殖分化異常與疾病3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”?738細(xì)胞增殖分化異常與疾病3P53介導(dǎo)的凋亡反應(yīng)模式P53BaxBcl-2Caspase-9Caspase3,6,7蛋白溶解細(xì)胞凋亡CtyCATPApaf-1線粒體BidFasDRSCaspase-8,10銜接子748細(xì)胞增殖分化異常與疾病3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

celllymphoma/leukemia-2，Bcl-2)8細(xì)胞增殖分化異常與疾病3C-myc(癌基因)

對(duì)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768細(xì)胞增殖分化異常與疾病3凋亡細(xì)胞的清除吞噬細(xì)胞受體對(duì)凋亡細(xì)胞識(shí)別（凋亡細(xì)胞有死亡標(biāo)記）凝集素：識(shí)別細(xì)胞表面糖類Victronectin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778細(xì)胞增殖分化異常與疾病3

凋亡信號(hào)凋亡信號(hào)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(hào)病理性凋亡信號(hào)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788細(xì)胞增殖分化異常與疾病3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798細(xì)胞增殖分化異常與疾病3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808細(xì)胞增殖分化異常與疾病3超氧陰離子（O2-·）羥自由基（OH.）過氧化氫（H2O2）等氧化損傷氧化應(yīng)激(oxidativestress)電離輻射等氧自由基生物大分子氧化損傷818細(xì)胞增殖分化異常與疾病3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828細(xì)胞增殖分化異常與疾病3鈣穩(wěn)態(tài)失衡胞內(nèi)Ca2+濃度升高TNF-α,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838細(xì)胞增殖分化異常與疾病3Ca2+、

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848細(xì)胞增殖分化異常與疾病3凋亡信號(hào)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激活858細(xì)胞增殖分化異常與疾病3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”868細(xì)胞增殖分化異常與疾病3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?cè)鲋呈Э啬[瘤形成878細(xì)胞增殖分化異常與疾病3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888細(xì)胞增殖分化異常與疾病3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898細(xì)胞增殖分化異常與疾病3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”908細(xì)胞增殖分化異常與疾病3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?！霎惓Ｈ诤系鞍茁运杓?xì)胞性白血?。–ML）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p210Bcr-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8細(xì)胞增殖分化異常與疾病3細(xì)胞凋亡不足與過度并存動(dòng)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(duì)不足粥樣硬化灶形成928細(xì)胞增殖分化異常與疾病3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(hào)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(-)(-)938細(xì)胞增殖分化異常與疾病3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(zhǎng)因子治療阿爾茨海默氏病948細(xì)胞增殖分化異常與疾病3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(hào)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958細(xì)胞增殖分化異常與疾病3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(hào)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，促使腫瘤細(xì)胞凋亡968細(xì)胞增殖分化異常與疾病3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(hào)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978細(xì)胞增殖分化異常與疾病3■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（DNAladdingpattern）

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（180～200bp的倍數(shù)）■鈣超載（Calciumoverload）Ca2+載體A23187B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?hào)傳遞的角色）2.生化改變（Thebiochemicalcharacteristicsofapoptosis）細(xì)胞凋亡異?！黾?xì)胞膜磷脂酰絲氨酸外翻（caspase激活、PKC活化、蛋白合成等）8細(xì)胞增殖分化異常與疾病3

?凋亡信號(hào)（Themainlyinducedfactorsofapoptosis）

Table：Influenceoffactorsofapoptosis

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8細(xì)胞增殖分化異常與疾病3凋亡信號(hào)可通過下列環(huán)節(jié)誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡1．氧化損傷（Oxidationdamage）氧自由基破壞了機(jī)體正常的氧化/還原動(dòng)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(dòng)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（Calciumoverload

）3．線粒體損傷（Mitochondriadamage）4．死亡受體的激活8細(xì)胞增殖分化異常與疾病3凋亡誘導(dǎo)信號(hào)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8細(xì)胞增殖分化異常與疾病38細(xì)胞增殖分化異常與疾病31．死亡受體通路（Extrinsicorcytoplasmicpathway）■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(hào)的細(xì)胞膜蛋白?！鐾罚╬athway）細(xì)胞凋亡異常FSALFADDPro-caspase-8Caspase-8Caspase-3Pro-caspase-3細(xì)胞凋亡生長(zhǎng)因子、信號(hào)、Fas抗體FASFADD（Fas-associateddeathdomain）；DD（deathdomain）；DED（deatheffectordomain）。DEDDEDDDcaspase-10細(xì)胞凋亡?細(xì)胞凋亡信號(hào)的轉(zhuǎn)導(dǎo)8細(xì)胞增殖分化異常與疾病3細(xì)胞凋亡異常c-FLIP:cellularFas-associateddeathdomain-likeIL-1beta-convertingenzymeinhibitoryprotein8細(xì)胞增殖分化異常與疾病3膜通透性↑、線粒體腫脹、△

m↓Apaf-1活化Cyt.c

2．線粒體途徑（Intrinsicormitochondrialpathway）

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-independentapoptosisPro-Caspase-3凋亡Caspase-38細(xì)胞增殖分化異常與疾病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

4．Activationofcaspase-3（共同通路）(Effectorcaspase)Caspase-3Pro-caspase-3細(xì)胞凋亡異常8細(xì)胞增殖分化異常與疾病31.Caspases■Caspase屬于半胱氨酸蛋白酶家族，14個(gè)成員(Caspase1-14)。細(xì)胞凋亡異常?細(xì)胞凋亡的執(zhí)行■Caspase信號(hào)通路分類

上游（啟動(dòng)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2.內(nèi)源性核酸內(nèi)切酶8細(xì)胞增殖分化異常與疾病3?細(xì)胞凋亡的調(diào)控機(jī)制表細(xì)胞凋亡的調(diào)控基因功能