細胞增殖分化異常與疾病課件

第二講細胞增殖和分化異常與疾病AbnormalCellProliferation,ApoptosisandRelatedofDisease8細胞增殖分化異常與疾病3受精卵成人200多種細胞約1014個細胞1個細胞“細胞增殖”“細胞分化”8細胞增殖分化異常與疾病338細胞增殖分化異常與疾病3受精卵成人200多種細胞約1014個細胞1個細胞“細胞增殖”“細胞分化”“細胞凋亡”48細胞增殖分化異常與疾病3裸鼠的結(jié)腸癌病理模型復制胃癌手術(shù)后腫瘤細胞轉(zhuǎn)移患者（患者處于惡液質(zhì)狀態(tài)）瘤細胞為什么會發(fā)生？8細胞增殖分化異常與疾病3AbnormalDifferentiationandDiseasesAbnormalProliferationandDiseases8細胞增殖分化異常與疾病3細胞增殖的概述細胞增殖異常與疾病細胞周期及其調(diào)控細胞周期調(diào)控異常與疾病調(diào)控細胞周期與疾病的防治78細胞增殖分化異常與疾病3細胞增殖(cellproliferation)細胞分化（celldifferentiation)

細胞通過生長和分裂使細胞數(shù)目增加,使子細胞獲得和母細胞相同遺傳特性的過程。

細胞通過分裂增殖產(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胞表型不同8細胞增殖分化異常與疾病3生命延續(xù)的保證生長發(fā)育的基礎(chǔ)維持細胞數(shù)量穩(wěn)態(tài)細胞增殖分化生物學意義

參與創(chuàng)傷修復98細胞增殖分化異常與疾病3細胞周期(cellcycle)指細胞從一次分裂結(jié)束，到下一次分裂終了的過程或間隔的時間。細胞增殖是通過細胞周期來實現(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細胞增殖分化異常與疾病3圖1細胞周期過程特點:

單向性階段性檢查點微環(huán)境影響機體活細胞分類:周期性細胞(連續(xù)分裂細胞)G0期細胞(休眠細胞)終端分化細胞(不分裂細胞)8細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)毎芷谡{(diào)控機理的研究而榮獲諾貝爾生理醫(yī)學獎

利蘭.哈特韋爾保羅.諾斯蒂莫西.亨特ControllingGenesCDKscyclins8細胞增殖分化異常與疾病3細胞周期的調(diào)控細胞周期自身調(diào)控細胞外信號對細胞周期的調(diào)控138細胞增殖分化異常與疾病3細胞周期自身調(diào)控CDKcyclinCDI檢查機制驅(qū)動機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”細胞周期檢查點148細胞增殖分化異常與疾病3周期素(cyclin)“油門”特點:呈周期性波動功能:激活相應CDK，驅(qū)動該期前進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的激活是細胞周期運行的直接動力

-CDK與相應的cyclin結(jié)合才能被激活-不同階段有相應的cyclin/CDK

周期素依賴性激酶(CDK)“引擎”cyclinCDK8細胞增殖分化異常與疾病3Cyclin-CDK復合物及其相關(guān)蛋白

Cyclins相關(guān)CDKs細胞周期作用相關(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周期變化圖細胞增殖異常8細胞增殖分化異常與疾病3細胞增殖異常

【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M期▲CDK1與cyclinA結(jié)合啟動G2期磷酸酶P80cdc25

【CDK活化與調(diào)控細胞周期】▲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G1期

DNA合成啟動S期8細胞增殖分化異常與疾病3不同階段的cyclin/CDK復合物CDK1/CycB8細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）Thr14和Tyr15去磷酸化(抑制位點）②某些氨基酸殘基磷酸化狀態(tài)④CDI(負調(diào)節(jié))⑤泛素降解滅活CDK③CAK+8細胞增殖分化異常與疾病3Ink4Kip結(jié)構(gòu)特點組成成員作用特點含一個重復結(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端含一個保守的80個氨基酸序列P21wafl\P27kip1\P57kip2與cyclin/CDK復合物結(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細胞增殖分化異常與疾病3DNA損傷檢查點：G1/S、G2/M交界處DNA復制檢查點：S/G2交界處紡錘體組裝檢查點：M/G0交界處

在生物進化過程中，細胞發(fā)展出一套保證細胞周期中DNA復制和染色體分配質(zhì)量的檢查機制。細胞周期檢查點(checkpoint)“關(guān)卡”228細胞增殖分化異常與疾病3G1/S檢查點S/G2期檢查點

細胞周期檢查點細胞凋亡失敗細胞周期正常修復機制有問題成功探測器傳感器效應器(CDK)質(zhì)量情況G2/M檢查點M/G0檢查點DNA損傷238細胞增殖分化異常與疾病3P53促進CDI中的P21cip1表達當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復合物結(jié)合，抑制CDKs的激活，阻滯G1/S的過渡，為DNA修復提供足夠時間?！綜heckmechanism】8細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細胞增殖分化異常與疾病3細胞外信號對細胞周期的調(diào)控促cyclinD的合成及下調(diào)CDI的合成抑制信號：TGF-β等增殖信號：肽類生長因子等下調(diào)cyclin和CDK等表達，誘導CDI產(chǎn)生G1期存在一個“限定點”（restrictionpoint），它決定細胞是否進入周期。這主要受細胞外信號的調(diào)控。8細胞增殖分化異常與疾病3pRbE2F細胞增殖異常8細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細胞膜胞漿胞核Smad4Smad2-P-PSmad2Smad4P-P-TGF-β途徑對細胞增殖的負調(diào)控作用抑制增殖抑制CDK4的表達誘導CDI的產(chǎn)生288細胞增殖分化異常與疾病3-Checkpoint+驅(qū)動機制檢查機制CDICyclin-CDK抑制信號-+增殖信號+

--

自身調(diào)控

胞外信號

調(diào)控細胞周期調(diào)控298細胞增殖分化異常與疾病3細胞周期調(diào)控異常細胞增殖過度細胞增殖缺陷疾病驅(qū)動機制異常檢查機制障礙惡性腫瘤、家族性紅細胞增多癥、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胞周期調(diào)控異常與疾病308細胞增殖分化異常與疾病3細胞增殖過度與腫瘤腫瘤細胞惡性增殖的機制細胞周期調(diào)控異常與疾病318細胞增殖分化異常與疾病3驅(qū)動機制檢查機制CDI-checkpointCDK4,6/cyclinDCDK2/cyclinECDK2/cyclinACDK1/cyclinBCyclin-CDK+細胞惡性增殖驅(qū)動力增強檢查機制失靈腫瘤細胞惡性增殖的機制328細胞增殖分化異常與疾病31．細胞周期驅(qū)動機制失控

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

【CyclinD1（Bcl-1）過表達原因】（原癌基因）

▲基因擴增（CyclinD1過表達的主要機制）乳腺癌、胃癌、食道癌存在CyclinD1基因擴增過度。細胞增殖異常▲染色體倒位（Chromosomeinversion）CyclinD1基因倒位于甲狀旁腺啟動子控制下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重鏈基因增強子影響

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

pRbpRb磷酸化↑細胞增殖過度

E2F↑G1/S過渡加速【CyclinD過表達致腫瘤機制】CyclinD過表達+生長因子

CDKs瀑布效應↑細胞增殖過度易發(fā)生細胞癌變細胞增殖異?！蛲蛔僀yclinD1T286突變CyclinD1泛素化受阻CyclinD1↑可能8細胞增殖分化異常與疾病3細胞增殖異常■CDI表達不足和突變

腫瘤細胞中常出現(xiàn)CDI（腫瘤抑制基因）表達不足或突變。

▲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↓CDK4與cyclinD結(jié)合↓細胞周期處在“易于”被啟動狀態(tài)

易發(fā)生細胞癌變

可能8細胞增殖分化異常與疾病3細胞增殖異常正常

【Mechanism】

p53基因突變P21cip1轉(zhuǎn)錄↓DNA受損細胞增殖↑▲

Kip/Cip含量減少（DeficientexpressionofKip/Cip）

P21cipl功能cyclins/CDKs活性↓細胞周期速度↓增殖細胞核抗原（PCNA）阻滯DNA復制2.細胞周期監(jiān)控機制受損(Impairmentofcheckpointsystem)

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

（如發(fā)現(xiàn)不了DNA損傷，會導致基因缺失、易位、染色體重排等）

8細胞增殖分化異常與疾病3表人類腫瘤p53基因突變熱點和頻率腫瘤型突變頻率（%）突變熱點腫瘤型突變頻率（%）突變熱點肺癌56157，248，273前列腺癌30不確定結(jié)腸癌50175，245，248，273肝細胞癌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不確定細胞增殖異常8細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損傷檢查點阻止細胞進入M期誘導修復基因轉(zhuǎn)錄完成斷裂的DNA修復

▲失去G2/M檢查點的阻滯作用染色體發(fā)生重排、丟失細胞增殖異常8細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氧化損傷所致的ＰＣ１２細胞凋亡及其活性氧、線粒體膜電位的影響納米雄黃對肺癌A549細胞增殖影響及其機制的探討丹參酮ⅡA磺酸鈉對胰腺癌BX-PC-3細胞系增殖與細胞周期調(diào)控因子表達的影響

8細胞增殖分化異常與疾病3細胞凋亡異常與疾病概述細胞凋亡的過程與調(diào)控細胞凋亡失調(diào)與疾病細胞凋亡與疾病的防治細胞凋亡異常的發(fā)生機制408細胞增殖分化異常與疾病3凋亡相關(guān)基因激活DNase激活、Caspases激活巨噬細胞吞噬分解凋亡細胞悉尼·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)學獎獲得者?細胞凋亡大致過程(Theprocessofapoptosis)+cAMP、Ca2+、神經(jīng)酰胺死亡信號凋亡誘導因素受體凋亡信號轉(zhuǎn)導

凋亡基因激活

凋亡的執(zhí)行

凋亡細胞清除

一、細胞凋亡的概述細胞凋亡的概念細胞凋亡異常?8細胞增殖分化異常與疾病3核固縮或碎裂凋亡小體形成

(apoptotsisbody)細胞皺縮出芽染色質(zhì)邊集炎癥反應無炎癥反應ApoptotsisbodynecrosisReleaseofintracellularcontentsInflammationapoptosis細胞腫脹細胞結(jié)構(gòu)全面破壞細胞凋亡與壞死形態(tài)學改變的差別428細胞增殖分化異常與疾病3凋亡細胞(掃描電鏡)凋亡細胞(透射電鏡)APLApoptosis形態(tài)學改變（Themorphologiccharacteristicsofapoptosis）細胞凋亡異常8細胞增殖分化異常與疾病3細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片段長度約為200bp酶切點458細胞增殖分化異常與疾病3細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細胞增殖分化異常與疾病3“梯”狀條帶(ladderpattern)壞死條帶8細胞增殖分化異常與疾病3細胞凋亡的生化改變: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胞骨架構(gòu)成相關(guān)的蛋白直接作用于細胞結(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個成員(Caspase1-14)。細胞凋亡異?！鯟aspase信號通路分類

上游（啟動型）（Caspase-8-10）下游（效應型）（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

Pro-caspase：NH2末端結(jié)構(gòu)域、20KD亞基、10KD亞基剪切8細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細胞凋亡異常

AIFcaspase-independentapoptosisPro-Caspase-3凋亡Caspase-38細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進入細胞核內(nèi)降解DNA細胞凋亡剪切細胞內(nèi)結(jié)構(gòu)蛋白caspase-9

4．Activationofcaspase-3（共同通路）(Effectorcaspase)Caspase-3Pro-caspase-3細胞凋亡異常8細胞增殖分化異常與疾病3表1細胞凋亡與細胞壞死的比校

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烈刺激凋亡小體

有無基因調(diào)控有無形態(tài)變化細胞皺縮，胞膜及細胞器相對完整，核固縮細胞腫脹,細胞結(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

炎癥反應生化特點8細胞增殖分化異常與疾病3細胞凋亡異常與疾病概述細胞凋亡的過程與調(diào)控細胞凋亡失調(diào)與疾病細胞凋亡與疾病的防治細胞凋亡異常的發(fā)生機制538細胞增殖分化異常與疾病3

細胞凋亡的過程與調(diào)控

凋亡信號

凋亡信號轉(zhuǎn)導

凋亡相關(guān)基因激活

細胞凋亡的執(zhí)行

凋亡細胞的清除548細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)酰胺凋亡誘導因素死亡信號凋亡相關(guān)基因激活DNase激活Caspases激活巨噬細胞吞噬分解凋亡細胞信號轉(zhuǎn)導基因激活執(zhí)行凋亡凋亡細胞的清除8細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)基因激活信號轉(zhuǎn)導細胞膜細胞核凋亡誘導因素+Dnase激活Caspases激活死亡信號8細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激活凋亡細胞的清除凋亡執(zhí)行8細胞增殖分化異常與疾病3凋亡信號生理性凋亡信號激素或生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588細胞增殖分化異常與疾病3誘導性因素理化因素射線、化療藥微生物學因素細菌、病毒免疫性因素抑制性因素病理性凋亡信號化學促癌物質(zhì)病毒EB病毒598細胞增殖分化異常與疾病3細胞凋亡信號的轉(zhuǎn)導(transduction)死亡受體介導的凋亡通路內(nèi)質(zhì)網(wǎng)介導的凋亡通路線粒體介導的凋亡通路死亡受體介導的凋亡通路608細胞增殖分化異常與疾病3死亡受體--是一類通過與相應配體結(jié)合，傳遞細胞凋亡信號的膜受體配體：TNF-α、FasL、TRAIL等死亡受體介導的凋亡通路618細胞增殖分化異常與疾病3死亡受體介導的凋亡通路628細胞增殖分化異常與疾病3死亡受體介導的凋亡通路638細胞增殖分化異常與疾病3Fas細胞膜FasL腫瘤壞死因子受體家族Caspase-1降解H1組蛋白DNA暴露酶切位點胞外抗Fas抗體、免疫細胞表面的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Ca2+信號系統(tǒng)核酸內(nèi)切酶細胞凋亡648細胞增殖分化異常與疾病3線粒體介導的凋亡通路由死亡受體非依賴的凋亡信號啟動658細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

凋亡啟動因子釋放

細胞凋亡線粒體跨膜電位(ψm)凋亡誘導因素Ca2+、

NO、缺血、缺氧及活性氧等？線粒體介導的凋亡通路668細胞增殖分化異常與疾病3線粒體介導的凋亡通路Ca2+、

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

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

NO、缺血、缺氧及活性氧等698細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細胞增殖分化異常與疾病3凋亡誘導因素信號轉(zhuǎn)導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-促進凋亡基因wtp53Bax+

凋亡的調(diào)控基因728細胞增殖分化異常與疾病3促凋亡基因wtP53細胞凋亡修復失敗細胞阻滯于G1期缺陷的DNAwtP53CIP表達修復成功細胞周期“分子警察”?738細胞增殖分化異常與疾病3P53介導的凋亡反應模式P53BaxBcl-2Caspase-9Caspase3,6,7蛋白溶解細胞凋亡CtyCATPApaf-1線粒體BidFasDRSCaspase-8,10銜接子748細胞增殖分化異常與疾病3抑制凋亡基因Bcl-2

抗凋亡機制: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胞鈣穩(wěn)態(tài)即B細胞淋巴瘤/白血病-2基因(B

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

對細胞凋亡具有雙向調(diào)節(jié)作用C-myc增殖

有GF凋亡無GF雙向調(diào)控基因768細胞增殖分化異常與疾病3凋亡細胞的清除吞噬細胞受體對凋亡細胞識別（凋亡細胞有死亡標記）凝集素：識別細胞表面糖類Victronectin受體：由血小板反應蛋白介導磷脂酰絲氨酸受體：磷脂酰絲氨酸778細胞增殖分化異常與疾病3

凋亡信號凋亡信號轉(zhuǎn)導凋亡相關(guān)基因激活細胞凋亡的執(zhí)行凋亡細胞的清除小結(jié)：生理性凋亡信號病理性凋亡信號死亡受體介導的凋亡通路線粒體介導的凋亡通路內(nèi)質(zhì)網(wǎng)介導的凋亡通路激活執(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等吞噬細胞凝集素的作用血小板反應蛋白介導吞噬磷脂酰絲氨酸受體的作用788細胞增殖分化異常與疾病3細胞凋亡與疾病概述細胞凋亡的過程與調(diào)控細胞凋亡失調(diào)與疾病細胞凋亡與疾病的防治細胞凋亡異常的發(fā)生機制798細胞增殖分化異常與疾病3細胞凋亡異常發(fā)生機制氧化損傷鈣穩(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）等氧化損傷氧化應激(oxidativestress)電離輻射等氧自由基生物大分子氧化損傷818細胞增殖分化異常與疾病3氧化應激致細胞凋亡的機制:引起鈣穩(wěn)態(tài)失衡及線粒體損傷促進凋亡基因的表達激活Ca2+/Mg2+依賴的核酸內(nèi)切酶損傷DNA，激活P53基因脂質(zhì)過氧化作用損傷細胞膜828細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細胞凋亡838細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細胞增殖分化異常與疾病3凋亡信號轉(zhuǎn)導凋亡相關(guān)基因激活細胞凋亡的執(zhí)行凋亡細胞的清除凋亡誘導因素(+)細胞凋亡異常發(fā)生機制氧化損傷鈣穩(wěn)態(tài)失衡線粒體損傷死亡受體的激活858細胞增殖分化異常與疾病3細胞凋亡失調(diào)與疾病細胞凋亡不足細胞凋亡過度細胞凋亡不足與過度并存“該死的細胞沒死”“不該死的細胞死了”868細胞增殖分化異常與疾病3細胞凋亡不足腫瘤“該死的細胞沒死”凋亡抑制Bcl-2基因表達增加P53基因突變或缺失細胞癌變增殖失控腫瘤形成878細胞增殖分化異常與疾病3病毒感染性疾病細胞凋亡不足“該死的細胞沒死”腫瘤凋亡促進基因的P53失活凋亡抑制基因bcl-2的過表達滅活I(lǐng)CE痘病毒產(chǎn)生ICE的抑制物888細胞增殖分化異常與疾病3細胞凋亡過度心血管疾病心肌缺血與缺血-再灌注損傷“不該死的細胞死了”心肌細胞凋亡的可能機制：氧化應激缺血缺氧→死亡受體Fas表達顯著上調(diào)缺氧→P53基因激活898細胞增殖分化異常與疾病3細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“不該死的細胞死了”908細胞增殖分化異常與疾病3細胞凋亡抑制除了參與腫瘤的發(fā)病過程，也涉及癌細胞的轉(zhuǎn)移發(fā)生。■異常融合蛋白慢性髓細胞性白血?。–ML）染色體易位t(9；22)(Ph染色體)Bcr-abl融合基因

NF-B活化、細胞凋亡速率↓表達和產(chǎn)生p210Bcr-abl蛋白質(zhì)

CML髓系祖細胞的克隆擴增腫瘤發(fā)生存在■病毒的癌基因HBV編碼的HBX是Caspase-3的強效抑制物，與肝癌發(fā)生密切相關(guān)。細胞凋亡異常8細胞增殖分化異常與疾病3細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)皮細胞凋亡過度平滑肌細胞凋亡相對不足粥樣硬化灶形成928細胞增殖分化異常與疾病3細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因素凋亡信號轉(zhuǎn)導凋亡相關(guān)基因激活細胞凋亡的執(zhí)行誘導細胞凋亡抑制細胞凋亡(+)氧化損傷鈣穩(wěn)態(tài)失衡線粒體損傷(-)(-)938細胞增殖分化異常與疾病3細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誘導白血病細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948細胞增殖分化異常與疾病3細胞凋亡在疾病防治中的意義合理利用凋亡相關(guān)因素干預凋亡信號轉(zhuǎn)導用阿霉素刺激腫瘤細胞表達Fas，促使腫瘤細胞凋亡用環(huán)胞霉素A阻抑線粒體跨膜電位下降和防止PTP開放防止細胞凋亡958細胞增殖分化異常與疾病3細胞凋亡在疾病防治中的意義合理利用凋亡相關(guān)因素干預凋亡信號轉(zhuǎn)導調(diào)節(jié)凋亡相關(guān)基因向腫瘤細胞導入野生型p53基因，促使腫瘤細胞凋亡968細胞增殖分化異常與疾病3細胞凋亡在疾病防治中的意義合理利用凋亡相關(guān)因素干預凋亡信號轉(zhuǎn)導調(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淋巴細胞內(nèi)[Ca2+]↑誘導B細胞凋亡（Ca2+在細胞凋亡中充當?shù)蛲鲂盘杺鬟f的角色）2.生化改變（Thebiochemicalcharacteristicsofapoptosis）細胞凋亡異常■細胞膜磷脂酰絲氨酸外翻（caspase激活、PKC活化、蛋白合成等）8細胞增殖分化異常與疾病3

?凋亡信號（Themainlyinducedfactorsofapoptosis）

Table：Influenceoffactorsofapoptosis

誘導性因素（Inducers）抑制性因素（Inhibitors）理化因素射線、高溫、強酸、細胞因子IL-2、NGF等強堿、應激、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

細胞凋亡異常二、細胞凋亡的調(diào)控8細胞增殖分化異常與疾病3凋亡信號可通過下列環(huán)節(jié)誘導細胞凋亡1．氧化損傷（Oxidationdamage）氧自由基破壞了機體正常的氧化/還原動態(tài)平衡，造成生物大分子的氧化損傷，形成嚴重的氧化應激狀態(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,啟動細胞凋亡。各種氧化劑、缺氧等直接通過氧化損傷誘導細胞凋亡。2．鈣超載（Calciumoverload

）3．線粒體損傷（Mitochondriadamage）4．死亡受體的激活8細胞增殖分化異常與疾病3凋亡誘導信號等

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。鈣超載引起凋亡機制細胞凋亡細胞凋亡異常8細胞增殖分化異常與疾病38細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配體結(jié)合，傳遞細胞凋亡信號的細胞膜蛋白?！鐾罚╬athway）細胞凋亡異常FSALFADDPro-caspase-8Caspase-8Caspase-3Pro-caspase-3細胞凋亡生長因子、信號、Fas抗體FASFADD（Fas-associateddeathdomain）；DD（deathdomain）；DED（deatheffectordomain）。DEDDEDDDcaspase-10細胞凋亡?細胞凋亡信號的轉(zhuǎn)導8細胞增殖分化異常與疾病3細胞凋亡異常c-FLIP:cellularFas-associateddeathdomain-likeIL-1beta-convertingenzymeinhibitoryprotein8細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細胞凋亡異常

AIFcaspase-independentapoptosisPro-Caspase-3凋亡Caspase-38細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進入細胞核內(nèi)降解DNA細胞凋亡剪切細胞內(nèi)結(jié)構(gòu)蛋白caspase-9

4．Activationofcaspase-3（共同通路）(Effectorcaspase)Caspase-3Pro-caspase-3細胞凋亡異常8細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個成員(Caspase1-14)。細胞凋亡異常?細胞凋亡的執(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

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細胞增殖分化異常與疾病3?細胞凋亡的調(diào)控機制表細胞凋亡的調(diào)控基因功能