細胞增殖分化凋亡與疾病

關(guān)于細胞增殖分化凋亡與疾病第1頁，共87頁，2022年，5月20日，23點25分，星期五22細胞增殖細胞分化細胞凋亡生死增殖通過有絲分裂，達到細胞數(shù)量增加、組織和器官增大及個體生長分化通過細胞形態(tài)、結(jié)構(gòu)和功能的特化，實現(xiàn)表型差異、組織和器官的功能及個體成熟凋亡體內(nèi)外生理或病理因素激活細胞內(nèi)死亡程序，導(dǎo)致細胞主動死亡第2頁，共87頁，2022年，5月20日，23點25分，星期五3疾病的細胞機制：細胞“生”的過程和/或“死”的過程的失控細胞增殖異常與疾病細胞分化異常與疾病細胞凋亡異常與疾病細胞自噬異常與疾?。ㄗ詫W(xué)）3第3頁，共87頁，2022年，5月20日，23點25分，星期五4第一節(jié)細胞增殖異常與疾病

(AbnormalCellProliferationandDiseases)細胞增殖：細胞分裂和再生的過程細胞生長→DNA復(fù)制→細胞分裂細胞周期4第4頁，共87頁，2022年，5月20日，23點25分，星期五55一、細胞周期（Cellcycle）的概述定義：增殖細胞從一次有絲分裂結(jié)束到下一次有絲分裂的結(jié)束所經(jīng)歷的時期和順序變化分期G1期(firstgapphase,DNA合成前期)S期（syntheticphase,DNA合成期）M期（mitoticphase,有絲分裂期）G2期（secondgapphase,DNA合成后期）第5頁，共87頁，2022年，5月20日，23點25分，星期五6Interphase

Prophase

Prometaphase

Metaphase

Telophase

Cytokinesis

MitosisAnaphase

有絲分裂視頻：/v_show/id_XOTQxOTU0NzI=.html有絲分裂視頻：/v_show/id_XOTQxOTU0NzI=.html第6頁，共87頁，2022年，5月20日，23點25分，星期五77特點單向性：G1→S→G2→M階段性：細胞周期停滯（cellcyclearrest）檢查點（checkpoint）：細胞內(nèi)存在的監(jiān)控機制，只有通過檢查點的檢查，細胞才能進入下一個時相微環(huán)境影響checkpoint第7頁，共87頁，2022年，5月20日，23點25分，星期五88人體細胞的分類周期性細胞（Cyclingcells）：表皮細胞、骨髓干細胞、生殖細胞等G0期細胞（G0cells）：肝細胞、腎細胞終端分化細胞（Terminallydifferentiatedcells）：神經(jīng)細胞、心肌細胞第8頁，共87頁，2022年，5月20日，23點25分，星期五99二、細胞周期的調(diào)控（RegulationofCellCycle）自身調(diào)控（Self-control）周期蛋白（Cyclin）和周期素依賴性蛋白激酶（Cyclindependentkinase,CDK）檢查點（checkpoint）細胞外信號（Extracellularsignals）的調(diào)控第9頁，共87頁，2022年，5月20日，23點25分，星期五10101、周期蛋白（Cyclin）cyclinA、B1-2、C、D1-3、E、F、G1-2、H、I、K、T1-2作用：活化CDK，使不同底物磷酸化而實現(xiàn)對細胞周期不同時相的推進和轉(zhuǎn)換作用結(jié)構(gòu)：含周期蛋白框（cyclinbox），引導(dǎo)區(qū)域PSTAIREcyclinCDKCyclin/CDKCombineCyclinboxCyclinCatalyticsubnuitRegulatorysubunitCDK下游底物磷酸化第10頁，共87頁，2022年，5月20日，23點25分，星期五1111第11頁，共87頁，2022年，5月20日，23點25分，星期五1212周期蛋白的降解：通過泛素-蛋白酶體系統(tǒng)（UbiquitinProteasomeSystem）進行降解M期周期蛋白：降解盒（destructionbox）G1期周期蛋白：PESTsite第12頁，共87頁，2022年，5月20日，23點25分，星期五1313Ubiquitin-activatingenzymeE1（泛素激活酶）Ubiquitin-conjugatingenzymeE2（泛素結(jié)合酶）Ubiquitin-proteinligaseE3（泛素連接酶）降解第一步:泛素結(jié)合（UbiquitinConjugation）第13頁，共87頁，2022年，5月20日，23點25分，星期五1414降解第二步:泛素化蛋白被蛋白酶體（proteasome）水解泛素-蛋白酶體系統(tǒng)視頻：/watch?v=hvNJ3yWZQbE第14頁，共87頁，2022年，5月20日，23點25分，星期五15152、周期素依賴性蛋白激酶（Cyclindependentkinase,CDK）絲氨酸/蘇氨酸蛋白激酶，CDK1~9作用：CDK與不同cyclin結(jié)合后活化，調(diào)控細胞周期下游的蛋白質(zhì)如Rb磷酸化通過G1/S限制點而進入S期組蛋白H1磷酸化導(dǎo)致染色體凝縮，核纖層蛋白磷酸化使核膜解體等第15頁，共87頁，2022年，5月20日，23點25分，星期五1616主要底物--視網(wǎng)膜母細胞瘤蛋白（Retinoblastomaprotein，Rb)抑癌蛋白(tumorsuppressorprotein)Rb家族包括Rbprotein、p107和p130三種調(diào)節(jié)細胞從G1→S期的轉(zhuǎn)變：RB-E2Fpathway第16頁，共87頁，2022年，5月20日，23點25分，星期五1717G1早期Rb并不一定以非磷酸化形式存在，也可以低磷酸化形式存在（pRb）第17頁，共87頁，2022年，5月20日，23點25分，星期五18CDK活性的調(diào)控(1)周期蛋白(2)磷酸化和去磷酸化的調(diào)節(jié)：只有當CDK分子中的活化部位被磷酸化，同時抑制部位被去磷酸化時，CDK才被激活

CDK1的激活需要Thr161的磷酸化，以及Thr14和Tyr15去磷酸化Wee1激酶Cdc25CDK活化激酶（CDK-activatingkinase,CAK）Thr蘇氨酸Tyr酪氨酸第18頁，共87頁，2022年，5月20日，23點25分，星期五19(3)CDK抑制因子（cyclindependentkinaseinhibitor,CDI/CKI）

INK4（inhibitorsofkinase4）家族成員：p16INK4A,p15INK4B,p18INK4C,p19INK4D主要抑制CDK4、CDK6CIP(Cdkinhibitoryprotein)/KIP(kinaseinhibitoryprotein)家族成員：p21Cip1,p27Kip1,andp57Kip2主要抑制CDK2大多數(shù)CDIs是通過直接結(jié)合CDK-cyclin復(fù)合物的磷酸化活化部位，抑制CDK的激酶活性只有p16

INK4A是通過結(jié)合CDK4單體，阻斷它與cyclins的結(jié)合第19頁，共87頁，2022年，5月20日，23點25分，星期五2020☆

p21一種廣泛作用的CDI與增殖細胞核抗原（proliferatingcellnuclearantigen，PCNA）結(jié)合，直接抑制DNA的合成中介了在p53蛋白的細胞周期DNA損傷檢查點的調(diào)控第20頁，共87頁，2022年，5月20日，23點25分，星期五2121（4）癌基因和抑癌基因（OncogenandTumorsuppressorgene）

癌基因：src，ras，sis，myc，myb抑癌基因：Rb、p53第21頁，共87頁，2022年，5月20日，23點25分，星期五22223、細胞周期檢查點（Checkpoint）DNA損傷檢查點（DNAdamagecheckpoint）：G1/S交界處DNA復(fù)制檢查點：S/G2交界處紡錘體組裝檢查點(Spindleassemblycheckpoint):G2/M交界處第22頁，共87頁，2022年，5月20日，23點25分，星期五2323G1/S檢測點檢測主要通過腫瘤抑制蛋白p53分子完成第23頁，共87頁，2022年，5月20日，23點25分，星期五24G2/M檢測點檢測主要通過Cdc25完成的

第24頁，共87頁，2022年，5月20日，23點25分，星期五2525P53也參與G2/MDNA損傷的檢查第25頁，共87頁，2022年，5月20日，23點25分，星期五26264、細胞外信號對細胞周期的調(diào)控

通過限制點（restrictionpoint，R點）起作用第26頁，共87頁，2022年，5月20日，23點25分，星期五2727（1）增殖信號包括大多數(shù)的肽類生長因子通過啟動ras-MAPK通路，使cyclinD表達增加第27頁，共87頁，2022年，5月20日，23點25分，星期五2828（2）抑制信號轉(zhuǎn)化生長因子β（TGF-β）：通過p38MAPK通路，下調(diào)cyclin和CDK4；或通過促進p21和p15等CDI產(chǎn)生不利于細胞生長的微環(huán)境第28頁，共87頁，2022年，5月20日，23點25分，星期五2929細胞周期的驅(qū)動失控（Cyclin、CDK和CDI表達異常）監(jiān)控（檢查）機制受損三、細胞周期調(diào)控異常（Dysregulationofcellcycle）細胞增殖異常與相關(guān)疾病增殖過度 增殖分化異常惡性腫瘤、前列腺肥大 糖尿病腎病銀屑病、原發(fā)性血小板增多癥 神經(jīng)退行性疾病家族性紅細胞增多癥、類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎 再生障礙性貧血肝肺腎纖維化、腎小管間質(zhì)性病變動脈粥樣硬化第29頁，共87頁，2022年，5月20日，23點25分，星期五30301、惡性腫瘤:生物學(xué)特征是惡性增殖（1）周期蛋白異常與cyclin（D、E）過量表達有密切的關(guān)系CyclinD1（bcl-1）：295個氨基酸，由染色體11q13上的CCND1基因編碼Amplification(基因擴增)Translocation(染色體易位)如t(11:14)(q13:q32)Inversion(染色體倒位)如inv(11)(p15：q13)乳腺癌、胃癌、食道癌甲狀旁腺瘤B細胞淋巴瘤第30頁，共87頁，2022年，5月20日，23點25分，星期五3131（2）CDK增多

CDK4和CDK6過表達（3）CDI表達不足和突變p16蛋白失活較為多見黑色素瘤、食管癌、肺癌、卵巢癌、乳腺癌、結(jié)直腸癌等都報道存在較高頻率的p16InK4基因異常原因：p16

InK4

基因缺失、突變、CpG島高度甲基化p27蛋白失活與乳腺癌，前列腺癌，肺癌，胃癌，大腸癌和卵巢癌等有關(guān)第31頁，共87頁，2022年，5月20日，23點25分，星期五3232（4）細胞周期監(jiān)控機制受損G1/S交界處失察：50%的腫瘤發(fā)生與p53基因突變有關(guān)G2/M交界處失察

第32頁，共87頁，2022年，5月20日，23點25分，星期五33332、銀屑?。ㄋ追Q為牛皮癬）臨床表現(xiàn)：皮膚出現(xiàn)大小不等、境界清楚的紅斑鱗屑性斑塊，上覆大量干燥的銀白色鱗屑原因：表皮細胞過度增生機制表皮生長因子受體（EGF）的增加：正常皮膚表皮中EGFR只存在基底細胞層和基底上層，而銀屑病EGFR分布于皮膚的全層，導(dǎo)致角質(zhì)形成細胞過度增殖

cAMP水平下降第33頁，共87頁，2022年，5月20日，23點25分，星期五34343、原發(fā)性血小板增多癥（primarythrobocythemia）臨床特征：出血傾向及血栓形成機制：骨髓巨核細胞過度增殖，外周血血小板持續(xù)明顯增多（為正常的2-12倍），功能也不正常病因：與X染色體遺傳有關(guān)，血小板生成抑制因子TGF-1減少、血液微環(huán)境中輔助細胞的缺乏等第34頁，共87頁，2022年，5月20日，23點25分，星期五35第二節(jié)細胞分化異常與疾病

（AbnormalCellDifferentiationandDiseases）一、細胞分化的概述

定義：指在細胞增殖時，子代細胞在形態(tài)、結(jié)構(gòu)和生理功能上產(chǎn)生差異的過程受精卵：全能性→多能性→單能性→成熟定型干細胞（stemcell）35第35頁，共87頁，2022年，5月20日，23點25分，星期五3636細胞分化的結(jié)果時間上的分化空間上的分化第36頁，共87頁，2022年，5月20日，23點25分，星期五3737人體干細胞分類全能干細胞：胚胎干細胞多能干細胞：骨髓造血干細胞定向干細胞：精原細胞、紅細胞系、白細胞系等

第37頁，共87頁，2022年，5月20日，23點25分，星期五3838細胞分化特點穩(wěn)定性：分化一旦確立，分化狀態(tài)穩(wěn)定全能性：子代細胞保留受精卵的全部信息選擇性：基因選擇性表達，出現(xiàn)不同的表型細胞分化條件的可逆性：已分化的細胞在一定條件下可以逆轉(zhuǎn)到胚胎狀態(tài)，形成去分化現(xiàn)象

SkincellsReprogramintoESlikeiPScells2007年11月，美國和日本科學(xué)家分別宣布獨立發(fā)現(xiàn)將普通皮膚細胞誘導(dǎo)成為具備類似胚胎干細胞的功能，即為誘導(dǎo)多能干細胞（inducedpluripotentstemcells,iPScells）第38頁，共87頁，2022年，5月20日，23點25分，星期五39二、細胞分化的機制及其調(diào)控1、細胞分化的機制“決定”先于分化：細胞決定（determination）是指細胞內(nèi)某些基因永久地關(guān)閉，而另一些基因順序表達，具備向某一特定方向分化的能力細胞質(zhì)在決定細胞差別中作用細胞間相互作用微環(huán)境：壁龕（niche）結(jié)構(gòu)包括壁龕細胞、細胞外基質(zhì)（extracellularmatrix，ECM）和來源于壁龕細胞的可溶性因子第39頁，共87頁，2022年，5月20日，23點25分，星期五402、細胞分化的調(diào)控基因水平的調(diào)控奢侈基因（luxurygene）：編碼細胞中特異性蛋白的基因，對細胞分化起重要作用管家基因（housekeepinggenes）：對細胞分化只起協(xié)作作用轉(zhuǎn)錄和轉(zhuǎn)錄后水平調(diào)控轉(zhuǎn)錄水平調(diào)控：調(diào)節(jié)蛋白（轉(zhuǎn)錄因子）對專一基因的啟動子和增強子進行調(diào)控轉(zhuǎn)錄后水平調(diào)控：對mRNA前體的處理和加工翻譯與翻譯后水平調(diào)控細胞外因素調(diào)控：激素、細胞因子、黏附分子、藥物等

第40頁，共87頁，2022年，5月20日，23點25分，星期五41三、細胞分化異常（AbnormalCellDifferentiation

）1、腫瘤腫瘤細胞的共同特征：細胞分化不足，而只是保持持續(xù)增殖確定腫瘤細胞的分化程度對于腫瘤病情的判斷具有重要意義惡性腫瘤細胞異常分化的表現(xiàn)為：低分化；去分化（dedifferentiation）或反分化(retrodifferentiation)；趨異性分化（divergentdifferentiation）即腫瘤細胞分化程度和分化方向的差異性第41頁，共87頁，2022年，5月20日，23點25分，星期五42惡性腫瘤細胞異常分化的機制細胞的增殖和分化脫耦聯(lián)：在體外培養(yǎng)的癌細胞表現(xiàn)為失去密度依賴性抑制，無限傳代成為“永生的”細胞系基因表達時空上失調(diào)特異性基因表達受到抑制：如肝癌細胞不合成白蛋白；結(jié)腸腫瘤不合成粘蛋白胚胎性基因重現(xiàn)表達：如肝癌細胞過多合成甲胎蛋白和胎兒型醛縮酶A等癌基因和抑癌基因的協(xié)同失衡第42頁，共87頁，2022年，5月20日，23點25分，星期五4343細胞分化理論可用以指導(dǎo)臨床腫瘤治療采取適當?shù)姆椒ㄕT導(dǎo)其發(fā)生終末分化，腫瘤的增殖能力就可能會被抑制能誘導(dǎo)腫瘤細胞發(fā)生分化的物質(zhì)稱為分化誘導(dǎo)劑對正常細胞的非特異性毒副作用小，有非常好的應(yīng)用前景作用機理：誘導(dǎo)癌細胞向終未階段分化的同時，啟動了細胞死亡程序代表----維甲類（Retinoids）：如全反式維甲酸已用于早幼粒細胞白血病的臨床治療，視黃醇與干擾素a合用治療皮膚鱗癌或?qū)m頸鱗癌第43頁，共87頁，2022年，5月20日，23點25分，星期五44442、肺纖維化（Pulmonaryfibrosis）彌漫性肺間質(zhì)纖維化，表現(xiàn)為活動性呼吸困難，限制性通氣功能障礙，彌散功能降低和低氧血癥等3、肥胖癥（Morbidobesity）脂肪細胞體積增大，分化異常前脂肪細胞大量向脂肪細胞分化，導(dǎo)致脂肪細胞數(shù)量增加第44頁，共87頁，2022年，5月20日，23點25分，星期五45454、畸胎瘤（teratoma）在胚胎不同時期，某些多能細胞脫落下來，分化發(fā)生異常具有內(nèi)胚層、中胚層和外胚層三個胚層的異常分化組織第45頁，共87頁，2022年，5月20日，23點25分，星期五46第三節(jié)細胞凋亡異常與疾病一、細胞死亡形式1、細胞壞死（Necrosis）細胞在嚴重損傷因素刺激時，所發(fā)生的一種被動的死亡現(xiàn)象形態(tài)改變是由酶性消化和蛋白變性引起的形態(tài)特征線粒體和內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腫脹、崩解炎癥反應(yīng)46壞死凋亡第46頁，共87頁，2022年，5月20日，23點25分，星期五47472、細胞凋亡（apoptosis）細胞在體內(nèi)外因素的誘導(dǎo)下，在嚴格和復(fù)雜的信號網(wǎng)絡(luò)調(diào)控下，發(fā)生的一種主動的有序的死亡形態(tài)特征細胞皺縮、核固縮、胞膜空泡化，形成凋亡小體核酸內(nèi)切酶激活→DNA的片段化（180～200bp的倍數(shù)）第47頁，共87頁，2022年，5月20日，23點25分，星期五48細胞凋亡的生理學(xué)意義清除多余的和失去功能的細胞，確保組織器官正常發(fā)育、生長清除受損、突變或者衰老的細胞，維持內(nèi)環(huán)境穩(wěn)定發(fā)揮積極的防御功能：當細胞受到病毒感染時，受感染的細胞可以通過凋亡來阻止病毒的增殖，或通過DNA的降解，把病毒的DNA進行分解第48頁，共87頁，2022年，5月20日，23點25分，星期五49細胞凋亡與細胞壞死的比較壞死凋亡1.性質(zhì)病理性，非特異性生理性/病理性，特異性2.誘因強烈刺激，隨機發(fā)生較弱刺激，非隨機發(fā)生3.基因調(diào)控?zé)o有4.生化特點被動過程,無新蛋白合成,不耗能主動過程,有新蛋白合成,耗能5.形態(tài)改變細胞腫脹結(jié)構(gòu)溶解，破壞細胞皺縮，核固縮胞膜/細胞器相對完整6.凋亡小體無有7.DNA變化彌散性降解電泳呈均一片狀片段化（180-200bp）電泳呈“梯”狀條帶8.溶酶體改變破裂相對完整9.炎癥反應(yīng)局部炎癥反應(yīng)局部無炎癥反應(yīng)第49頁，共87頁，2022年，5月20日，23點25分，星期五50二、細胞凋亡的過程凋亡信號的轉(zhuǎn)導(dǎo)接受凋亡信號凋亡的執(zhí)行凋亡細胞的清除生理性凋亡信號：許多激素和細胞因子；生存信號的缺乏或不足病理性凋亡信號：促進細胞凋亡：生物及化學(xué)毒物、病毒感染、射線、應(yīng)激和化療藥抑制細胞凋亡：化學(xué)促癌物、某些病毒（EB病毒，人類乳頭狀瘤病毒）甲狀腺素在蝌蚪轉(zhuǎn)變?yōu)榍嗤艿钠鞴俚蛲鲂酝嘶衅鹬匾淖饔玫?0頁，共87頁，2022年，5月20日，23點25分，星期五51二、細胞凋亡的過程凋亡信號的轉(zhuǎn)導(dǎo)接受凋亡信號凋亡的執(zhí)行凋亡細胞的清除胞內(nèi)Ca2+信號系統(tǒng)

cAMP/PKA信號系統(tǒng)

Fas/FasL信號系統(tǒng)神經(jīng)酰胺信號系統(tǒng)二酰甘油／PKC信號系統(tǒng)酪氨酸蛋白激酶信號系統(tǒng)等等第51頁，共87頁，2022年，5月20日，23點25分，星期五52這個系統(tǒng)的特點多樣性：不同種類的細胞有不同的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)系統(tǒng)耦聯(lián)性：死亡信號的轉(zhuǎn)導(dǎo)系統(tǒng)與細胞增殖、分化過程中的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)系統(tǒng)在某些環(huán)節(jié)上有交叉、耦聯(lián)同一性：不同的凋亡誘導(dǎo)因素可以通過同一信號轉(zhuǎn)導(dǎo)系統(tǒng)觸發(fā)細胞凋亡多途性：同一凋亡誘導(dǎo)因素可經(jīng)過多條信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑觸發(fā)凋亡第52頁，共87頁，2022年，5月20日，23點25分，星期五53胞內(nèi)Ca2+信號系統(tǒng)

化學(xué)毒物、細菌及病毒的毒素、過量的興奮性氨基酸、氧化應(yīng)激等干擾細胞的Ca2+轉(zhuǎn)運系統(tǒng)和Ca2+通道鈣穩(wěn)態(tài)失衡激活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，有利于凋亡小體形成激活核轉(zhuǎn)錄因子，加速細胞凋亡相關(guān)因子的合成使DNA鏈舒展，有利于DNA內(nèi)切酶切割DNA第53頁，共87頁，2022年，5月20日，23點25分，星期五54氧化應(yīng)激

TNF-α、電離輻射等氧化應(yīng)激激活Ca2+/Mg2+依賴的核酸內(nèi)切酶，降解DNA鏈激活P53基因消耗大量ATP活化核轉(zhuǎn)錄因子NF-κB，AP-1等誘發(fā)細胞凋亡各種氧化劑，抑制SOD第54頁，共87頁，2022年，5月20日，23點25分，星期五55Fas又稱作CD95，屬TNF受體家族Fas基因編碼產(chǎn)物為分子量45KD的跨膜蛋白分布于胸腺細胞，激活的T和B淋巴細胞，巨噬細胞，肝、脾、肺、心、腦、腸、睪丸和卵巢細胞等Fas蛋白與FasL結(jié)合后，會激活caspase，導(dǎo)致靶細胞走向凋亡第55頁，共87頁，2022年，5月20日，23點25分，星期五56Fas所介導(dǎo)的細胞凋亡的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)機制

FasL或抗Fas抗體與Fas蛋白結(jié)合，引起神經(jīng)鞘磷脂酶的活性迅速上升，使神經(jīng)鞘磷脂分解產(chǎn)生神經(jīng)酰胺，神經(jīng)酰胺作為第二信使激活相應(yīng)的蛋白激酶，從而誘導(dǎo)細胞凋亡抗Fas抗體或TNF與Fas蛋白結(jié)合后可激活I(lǐng)CE樣的caspase，后者可降解H1組蛋白，使染色體松弛，DNA鏈舒展而暴露出核酸內(nèi)切酶的酶切位點，使DNA鏈更容易被切割

Fas蛋白被激活后也可以通過Ca2+信號系統(tǒng)傳遞死亡信息而導(dǎo)致細胞凋亡第56頁，共87頁，2022年，5月20日，23點25分，星期五57神經(jīng)酰胺信號系統(tǒng)神經(jīng)酰胺（ceramide）是神經(jīng)鞘磷脂（sphingomyelin,SM）在SM酶的作用下產(chǎn)生的一類新型第二信使生物學(xué)效應(yīng)包括：誘導(dǎo)凋亡；抑制細胞生長；引起細胞周期阻滯，細胞周期通常被阻滯于G0/G1期電離輻射、TNF-a、Fas、糖皮質(zhì)激素均可通過神經(jīng)酰胺信號系統(tǒng)誘導(dǎo)細胞凋亡第57頁，共87頁，2022年，5月20日，23點25分，星期五58線粒體損傷凋亡的早期就會出現(xiàn)線粒體內(nèi)膜通透性增大，線粒體跨膜電位（△ψm）明顯下降線粒體損傷引起細胞凋亡的可能機制是：線粒體內(nèi)、外膜之間的PTP具有調(diào)節(jié)線粒體膜通透性的作用，使細胞凋亡的啟動因子如細胞色素C（Cyt.C）、凋亡蛋白酶激活因子(Apaf)和凋亡誘導(dǎo)因子（AIF）等從線粒體內(nèi)釋放出來第58頁，共87頁，2022年，5月20日，23點25分，星期五59二、細胞凋亡的過程凋亡信號的轉(zhuǎn)導(dǎo)接受凋亡信號凋亡的執(zhí)行凋亡細胞的清除Caspases內(nèi)源性核酸內(nèi)切酶（如EndoG)作用：切割染色質(zhì)DNA特點：這些酶多數(shù)為Ca2+/Mg2+依賴的，但Zn2+可抑制其活性第59頁，共87頁，2022年，5月20日，23點25分，星期五60Caspases屬于半胱氨酸蛋白酶家族，14個成員Caspase活性位點是半胱氨酸，剪切位點是天冬氨酸殘基后的肽鍵，因此稱為Cysteineasparticacidspecificprotease，即Caspase分類：啟動型caspases(caspase-8，-9，-10，-12)，效應(yīng)型caspases（caspase-3，-6，-7）第60頁，共87頁，2022年，5月20日，23點25分，星期五61Caspase的結(jié)構(gòu)和活化Caspases酶原包含三個結(jié)構(gòu)域：NH2末端結(jié)構(gòu)域（Prodomain）、約20KD大亞基、約10KD小亞基活化：剪切的位置是特異性的天冬氨酸殘基的肽鍵（Asp-X）

第61頁，共87頁，2022年，5月20日，23點25分，星期五62Caspase的功能滅活凋亡抑制蛋白：如CAD/ICAD，Bcl-2直接破壞細胞結(jié)構(gòu)，如Lamina分解與細胞骨架構(gòu)成相關(guān)的蛋白：如FAK、PAK2可使一些與DNA修復(fù)、復(fù)制和mRNA縫接有關(guān)的蛋白的調(diào)節(jié)區(qū)和催化區(qū)解離，瓦解核結(jié)構(gòu)第62頁，共87頁，2022年，5月20日，23點25分，星期五63按照啟動型caspase的不同，凋亡信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑分為外在途徑(extrinsicpathway)或死亡受體途徑：由細胞表面的死亡受體如Fas和腫瘤壞死因子受體家族(tumournecrosisfactorreceptor，TNF-R)引發(fā)，導(dǎo)致caspase-8或10的活化內(nèi)在途徑(intrinsicpathway)或線粒體途徑(mitochondrialpathway)：由許多應(yīng)激條件、化學(xué)治療試劑和藥物所起始，導(dǎo)致caspase-9的活化內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激途徑：各凋亡信號導(dǎo)致的caspase-12的活化，從而導(dǎo)致凋亡第63頁，共87頁，2022年，5月20日，23點25分，星期五64外在途徑(Extrinsicpathway)或死亡受體途徑（Deathreceptorpathway）64第64頁，共87頁，2022年，5月20日，23點25分，星期五65內(nèi)在途徑(Intrinsicpathway)或線粒體途徑(Mitochondrialpathway)第65頁，共87頁，2022年，5月20日，23點25分，星期五66內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激途徑(Endoplasmicreticulumstresspathway)66第66頁，共87頁，2022年，5月20日，23點25分，星期五6767二、細胞凋亡的過程凋亡信號的轉(zhuǎn)導(dǎo)接受凋亡信號凋亡的執(zhí)行凋亡細胞的清除凋亡后細胞產(chǎn)生凋亡小體，后者可以被鄰近巨噬細胞識別，并將其吞噬后分解。機制：磷脂酰絲氨酸遷移至細胞外側(cè)磷脂酰絲氨酸(phosphatidylserine，PS)外翻第67頁，共87頁，2022年，5月20日，23點25分，星期五68三、細胞凋亡的調(diào)控機制

功能基因抑制凋亡基因Bcl-2Bcl-XL、A1/Bfl-1、Bcl-w、Bcl-G和Mcl-1等促凋亡基因P53、Bax、Bad、Bak、Bid、Bim、Bik、Bok、Bcl-B、Bcl-Xs、Krk、Mtd、Nip3、Nix、Noxa等雙向調(diào)控基因c-myc、Bel-x第68頁，共87頁，2022年，5月20日，23點25分，星期五69691、Bcl-2家族BH4是抗凋亡蛋白所特有的結(jié)構(gòu)域BH3是與促進凋亡有關(guān)的結(jié)構(gòu)域第69頁，共87頁，2022年，5月20日，23點25分，星期五70Bcl-2等抗凋亡蛋白存在于線粒體膜、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜以及外核膜上，但主要定位于線粒體外膜抗凋亡的機制直接抗氧化抑制線粒體釋放促凋亡的蛋白質(zhì)抑制促凋亡調(diào)節(jié)蛋白Bax、Bak的細胞毒作用抑制凋亡蛋白酶的激活維持細胞鈣穩(wěn)態(tài)第70頁，共87頁，2022年，5月20日，23點25分，星期五71促凋亡蛋白主要定位于細胞質(zhì)受到凋亡因子的誘導(dǎo)而激活后，向線粒體轉(zhuǎn)位，通過寡聚化在線粒體外膜形成跨膜通道，或者開啟線粒體的PT孔，從而導(dǎo)致線粒體中的凋亡因子釋放，激活caspase，導(dǎo)致細胞凋亡激活方式：去磷酸化，如Bad被caspase加工為活性分子，如Bid從結(jié)合蛋白上釋放出來，如Bim是與微管蛋白結(jié)合在一起的第71頁，共87頁，2022年，5月20日，23點25分，星期五722、p53：“分子警察”(molecularpoliceman)促凋亡機制P53通過與Bcl-2基因相互作用，下調(diào)Bcl-2的表達P53誘導(dǎo)細胞凋亡的靶蛋白表達（線粒體和死亡受體介導(dǎo)）P53誘導(dǎo)線粒體內(nèi)凋亡的相關(guān)蛋白（Bax、NOXA、PUMA）表達，并觸發(fā)細胞色素C釋放和caspase活化P53誘導(dǎo)死亡受體Fas表達

P53能使死亡受體再定位于細胞膜上第72頁，共87頁，2022年，5月20日，23點25分，星期五73四、細胞凋亡異常與疾病第73頁，共87頁，2022年，5月20日，23點25分，星期五74（一）細胞凋亡不足腫瘤Bcl-2基因高表達p53基因突變或缺失自身免疫病未能將針對自身抗原的免疫細胞以細胞凋亡的方式有效清除增殖過度，細胞凋亡減弱增殖并不增加，但細胞凋亡減弱第74頁，共87頁，2022年，5月20日，23點25分，星期五75（二）細胞凋亡過度心肌缺血與缺血-再灌注損傷缺血早期以凋亡為主，晚期以細胞的壞死為主在梗死灶的中心以壞死為主，梗死灶周邊以凋亡為主輕度缺血以凋亡為主，重度缺血以壞死為主缺血-再灌注損傷時發(fā)生的細胞凋亡單純?nèi)毖鼑乐丶毙浴乐氐男募∪毖孕募乃罏橹?，而慢性、輕度的心肌缺血則發(fā)生細胞凋亡心力衰竭氧化應(yīng)激/壓力、容量負荷↑/神經(jīng)-內(nèi)分泌失調(diào)/TNF/缺血/缺氧→心肌細胞凋亡第75頁，共87頁，2022年，5月20日，23點25分，星期五76阿爾茨海默病（老年癡呆）發(fā)病機制主要是細胞凋亡所致神經(jīng)元喪失Fas抗原的介導(dǎo)p53基因的活化c-Jun和c-foc及其編碼蛋白的作用APP695基因突變的作用低親和力神經(jīng)生長因子高表達NF-κB的活化第76頁，共87頁，2022年，5月20日，23點25分，星期五77帕金森病（Parkinsondisease）是中老年人常見的中樞神經(jīng)系統(tǒng)變性疾病，病變主要累及黑質(zhì)和黑質(zhì)紋狀體，腦黑質(zhì)的多巴胺能神經(jīng)元變性、退化-紋狀體內(nèi)多巴胺和乙酰膽堿失衡而發(fā)病氧化應(yīng)激是黑質(zhì)多巴胺能神經(jīng)元凋亡的重要過程鈣穩(wěn)態(tài)失衡與黑質(zhì)多巴胺能神經(jīng)元凋亡線粒體損傷