細(xì)胞增殖分化凋亡與疾病

11細(xì)胞增殖細(xì)胞分化細(xì)胞凋亡生死增殖通過有絲分裂，達(dá)到細(xì)胞數(shù)量增加、組織和器官增大及個體生長分化通過細(xì)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(xì)胞內(nèi)死亡程序，導(dǎo)致細(xì)胞主動死亡第一頁，共86頁。2疾病的細(xì)胞機(jī)制：細(xì)胞“生”的過程和/或“死”的過程的失控細(xì)胞增殖異常與疾病細(xì)胞分化異常與疾病細(xì)胞凋亡異常與疾病細(xì)胞自噬異常與疾病（自學(xué)）2第二頁，共86頁。3第一節(jié)細(xì)胞增殖異常與疾病

(AbnormalCellProliferationandDiseases)細(xì)胞增殖：細(xì)胞分裂和再生的過程細(xì)胞生長→DNA復(fù)制→細(xì)胞分裂細(xì)胞周期3第三頁，共86頁。44一、細(xì)胞周期（Cellcycle）的概述定義：增殖細(xì)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）第四頁，共86頁。5Interphase

Prophase

PrometaphaseMetaphase

Telophase

CytokinesisMitosisAnaphase

有絲分裂視頻：有絲分裂視頻：第五頁，共86頁。66特點單向性：G1→S→G2→M階段性：細(xì)胞周期停滯（cellcyclearrest）檢查點（checkpoint）：細(xì)胞內(nèi)存在的監(jiān)控機(jī)制，只有通過檢查點的檢查，細(xì)胞才能進(jìn)入下一個時相微環(huán)境影響checkpoint第六頁，共86頁。77人體細(xì)胞的分類周期性細(xì)胞（Cyclingcells）：表皮細(xì)胞、骨髓干細(xì)胞、生殖細(xì)胞等G0期細(xì)胞（G0cells）：肝細(xì)胞、腎細(xì)胞終端分化細(xì)胞（Terminallydifferentiatedcells）：神經(jīng)細(xì)胞、心肌細(xì)胞第七頁，共86頁。88二、細(xì)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(xì)胞外信號（Extracellularsignals）的調(diào)控第八頁，共86頁。991、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(xì)胞周期不同時相的推進(jìn)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下游底物磷酸化第九頁，共86頁。1010第十頁，共86頁。1111周期蛋白的降解：通過泛素-蛋白酶體系統(tǒng)（UbiquitinProteasomeSystem）進(jìn)行降解M期周期蛋白：降解盒（destructionbox）G1期周期蛋白：PESTsite第十一頁，共86頁。1212Ubiquitin-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）第十二頁，共86頁。1313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：第十三頁，共86頁。14142、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(xì)胞周期下游的蛋白質(zhì)如Rb磷酸化通過G1/S限制點而進(jìn)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十四頁，共86頁。1515主要底物--視網(wǎng)膜母細(xì)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(xì)胞從G1→S期的轉(zhuǎn)變：RB-E2Fpathway第十五頁，共86頁。1616G1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）第十六頁，共86頁。17CDK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(dāng)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酪氨酸第十七頁，共86頁。18(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)合第十八頁，共86頁。1919☆

p21一種廣泛作用的CDI與增殖細(xì)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(xì)胞周期DNA損傷檢查點的調(diào)控第十九頁，共86頁。2020（4）癌基因和抑癌基因（OncogenandTumorsuppressorgene）

癌基因：src，ras，sis，myc，myb抑癌基因：Rb、p53第二十頁，共86頁。21213、細(xì)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交界處第二十一頁，共86頁。2222G1/S檢測點檢測主要通過腫瘤抑制蛋白p53分子完成第二十二頁，共86頁。23G2/M檢測點檢測主要通過Cdc25完成的

第二十三頁，共86頁。2424P53也參與G2/MDNA損傷的檢查第二十四頁，共86頁。25254、細(xì)胞外信號對細(xì)胞周期的調(diào)控

通過限制點（restrictionpoint，R點）起作用第二十五頁，共86頁。2626（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(dá)增加第二十六頁，共86頁。2727（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(jìn)p21和p15等CDI產(chǎn)生不利于細(xì)胞生長的微環(huán)境第二十七頁，共86頁。2828細(xì)胞周期的驅(qū)動失控（Cyclin、CDK和CDI表達(dá)異常）監(jiān)控（檢查）機(jī)制受損三、細(xì)胞周期調(diào)控異常（Dysregulationofcellcycle）細(xì)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(xì)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二十八頁，共86頁。29291、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(dá)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(kuò)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(xì)胞淋巴瘤第二十九頁，共86頁。3030（2）CDK增多

CDK4和CDK6過表達(dá)（3）CDI表達(dá)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)第三十頁，共86頁。3131（4）細(xì)胞周期監(jiān)控機(jī)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

第三十一頁，共86頁。32322、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(xì)胞過度增生機(jī)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(xì)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(xì)胞過度增殖

cAMP水平下降第三十二頁，共86頁。33333、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(jī)制：骨髓巨核細(xì)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(xì)胞的缺乏等第三十三頁，共86頁。34第二節(jié)細(xì)胞分化異常與疾病

（AbnormalCellDifferentiationandDiseases）一、細(xì)胞分化的概述

定義：指在細(xì)胞增殖時，子代細(xì)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(xì)胞（stemcell）34第三十四頁，共86頁。3535細(xì)胞分化的結(jié)果時間上的分化空間上的分化第三十五頁，共86頁。3636人體干細(xì)胞分類全能干細(xì)胞：胚胎干細(xì)胞多能干細(xì)胞：骨髓造血干細(xì)胞定向干細(xì)胞：精原細(xì)胞、紅細(xì)胞系、白細(xì)胞系等

第三十六頁，共86頁。3737細(xì)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(xì)胞保留受精卵的全部信息選擇性：基因選擇性表達(dá)，出現(xiàn)不同的表型細(xì)胞分化條件的可逆性：已分化的細(xì)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(xì)胞誘導(dǎo)成為具備類似胚胎干細(xì)胞的功能，即為誘導(dǎo)多能干細(xì)胞（inducedpluripotentstemcells,iPScells）第三十七頁，共86頁。38二、細(xì)胞分化的機(jī)制及其調(diào)控1、細(xì)胞分化的機(jī)制“決定”先于分化：細(xì)胞決定（determination）是指細(xì)胞內(nèi)某些基因永久地關(guān)閉，而另一些基因順序表達(dá)，具備向某一特定方向分化的能力細(xì)胞質(zhì)在決定細(xì)胞差別中作用細(xì)胞間相互作用微環(huán)境：壁龕（niche）結(jié)構(gòu)包括壁龕細(xì)胞、細(xì)胞外基質(zhì)（extracellularmatrix，ECM）和來源于壁龕細(xì)胞的可溶性因子第三十八頁，共86頁。392、細(xì)胞分化的調(diào)控基因水平的調(diào)控奢侈基因（luxurygene）：編碼細(xì)胞中特異性蛋白的基因，對細(xì)胞分化起重要作用管家基因（housekeepinggenes）：對細(xì)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(qiáng)子進(jìn)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(xì)胞外因素調(diào)控：激素、細(xì)胞因子、黏附分子、藥物等

第三十九頁，共86頁。40三、細(xì)胞分化異常（AbnormalCellDifferentiation

）1、腫瘤腫瘤細(xì)胞的共同特征：細(xì)胞分化不足，而只是保持持續(xù)增殖確定腫瘤細(xì)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(xì)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(xì)胞分化程度和分化方向的差異性第四十頁，共86頁。41惡性腫瘤細(xì)胞異常分化的機(jī)制細(xì)胞的增殖和分化脫耦聯(lián)：在體外培養(yǎng)的癌細(xì)胞表現(xiàn)為失去密度依賴性抑制，無限傳代成為“永生的”細(xì)胞系基因表達(dá)時空上失調(diào)特異性基因表達(dá)受到抑制：如肝癌細(xì)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(dá)：如肝癌細(xì)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)同失衡第四十一頁，共86頁。4242細(xì)胞分化理論可用以指導(dǎo)臨床腫瘤治療采取適當(dāng)?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(xì)胞發(fā)生分化的物質(zhì)稱為分化誘導(dǎo)劑對正常細(xì)胞的非特異性毒副作用小，有非常好的應(yīng)用前景作用機(jī)理：誘導(dǎo)癌細(xì)胞向終未階段分化的同時，啟動了細(xì)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(xì)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頸鱗癌第四十二頁，共86頁。43432、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(xì)胞體積增大，分化異常前脂肪細(xì)胞大量向脂肪細(xì)胞分化，導(dǎo)致脂肪細(xì)胞數(shù)量增加第四十三頁，共86頁。44444、畸胎瘤（teratoma）在胚胎不同時期，某些多能細(xì)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四十四頁，共86頁。45第三節(jié)細(xì)胞凋亡異常與疾病一、細(xì)胞死亡形式1、細(xì)胞壞死（Necrosis）細(xì)胞在嚴(yán)重?fù)p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)45壞死凋亡第四十五頁，共86頁。46462、細(xì)胞凋亡（apoptosis）細(xì)胞在體內(nèi)外因素的誘導(dǎo)下，在嚴(yán)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(xì)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)）第四十六頁，共86頁。47細(xì)胞凋亡的生理學(xué)意義清除多余的和失去功能的細(xì)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(xì)胞，維持內(nèi)環(huán)境穩(wěn)定發(fā)揮積極的防御功能：當(dāng)細(xì)胞受到病毒感染時，受感染的細(xì)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(jìn)行分解第四十七頁，共86頁。48細(xì)胞凋亡與細(xì)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(qiáng)烈刺激，隨機(jī)發(fā)生較弱刺激，非隨機(jī)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(xì)胞腫脹結(jié)構(gòu)溶解，破壞細(xì)胞皺縮，核固縮胞膜/細(xì)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)第四十八頁，共86頁。49二、細(xì)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(xì)胞的清除生理性凋亡信號：許多激素和細(xì)胞因子；生存信號的缺乏或不足病理性凋亡信號：促進(jìn)細(xì)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(xì)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淖饔玫谒氖彭?，?6頁。50二、細(xì)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(xì)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)等等第五十頁，共86頁。51這個系統(tǒng)的特點多樣性：不同種類的細(xì)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(xì)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(xì)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)凋亡第五十一頁，共86頁。52胞內(nèi)Ca2+信號系統(tǒng)

化學(xué)毒物、細(xì)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(xì)胞的Ca2+轉(zhuǎn)運(yùn)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(xì)胞凋亡相關(guān)因子的合成使DNA鏈?zhǔn)嬲?，有利于DNA內(nèi)切酶切割DNA第五十二頁，共86頁。53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(xì)胞凋亡各種氧化劑，抑制SOD第五十三頁，共86頁。54Fas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(xì)胞，激活的T和B淋巴細(xì)胞，巨噬細(xì)胞，肝、脾、肺、心、腦、腸、睪丸和卵巢細(xì)胞等Fas蛋白與FasL結(jié)合后，會激活caspase，導(dǎo)致靶細(xì)胞走向凋亡第五十四頁，共86頁。55Fas所介導(dǎo)的細(xì)胞凋亡的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)機(jī)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(xì)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?zhǔn)嬲苟┞冻龊怂醿?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(xì)胞凋亡第五十五頁，共86頁。56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(xì)胞生長；引起細(xì)胞周期阻滯，細(xì)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(xì)胞凋亡第五十六頁，共86頁。57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(xì)胞凋亡的可能機(jī)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(xì)胞凋亡的啟動因子如細(xì)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)釋放出來第五十七頁，共86頁。58二、細(xì)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(xì)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+可抑制其活性第五十八頁，共86頁。59Caspases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）第五十九頁，共86頁。60Caspase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）

第六十頁，共86頁。61Caspase的功能滅活凋亡抑制蛋白：如CAD/ICAD，Bcl-2直接破壞細(xì)胞結(jié)構(gòu)，如Lamina分解與細(xì)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)第六十一頁，共86頁。62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(xì)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)致凋亡第六十二頁，共86頁。63外在途徑(Extrinsicpathway)或死亡受體途徑（Deathreceptorpathway）63第六十三頁，共86頁。64內(nèi)在途徑(Intrinsicpathway)或線粒體途徑(Mitochondrialpathway)第六十四頁，共86頁。65內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激途徑(Endoplasmicreticulumstresspathway)65第六十五頁，共86頁。6666二、細(xì)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(xì)胞的清除凋亡后細(xì)胞產(chǎn)生凋亡小體，后者可以被鄰近巨噬細(xì)胞識別，并將其吞噬后分解。機(jī)制：磷脂酰絲氨酸遷移至細(xì)胞外側(cè)磷脂酰絲氨酸(phosphatidylserine，PS)外翻第六十六頁，共86頁。67三、細(xì)胞凋亡的調(diào)控機(jī)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第六十七頁，共86頁。68681、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(jìn)凋亡有關(guān)的結(jié)構(gòu)域第六十八頁，共86頁。69Bcl-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(jī)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(xì)胞毒作用抑制凋亡蛋白酶的激活維持細(xì)胞鈣穩(wěn)態(tài)第六十九頁，共86頁。70促凋亡蛋白主要定位于細(xì)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(xì)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)合在一起的第七十頁，共86頁。712、p53：“分子警察”(molecularpoliceman)促凋亡機(jī)制P53通過與Bcl-2基因相互作用，下調(diào)Bcl-2的表達(dá)P53誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡的靶蛋白表達(dá)（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(dá)，并觸發(fā)細(xì)胞色素C釋放和caspase活化P53誘導(dǎo)死亡受體Fas表達(dá)

P53能使死亡受體再定位于細(xì)胞膜上第七十一頁，共86頁。72四、細(xì)胞凋亡異常與疾病第七十二頁，共86頁。73（一）細(xì)胞凋亡不足腫瘤Bcl-2基因高表達(dá)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(xì)胞以細(xì)胞凋亡的方式有效清除增殖過度，細(xì)胞凋亡減弱增殖并不增加，但細(xì)胞凋亡減弱第七十三頁，共86頁。74（二）細(xì)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(xì)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(xì)胞凋亡單純?nèi)毖鼑?yán)重急性、嚴(yán)重的心肌缺血以心肌壞死為主，而慢性、輕度的心肌缺血則發(fā)生細(xì)胞凋亡心力衰竭氧化應(yīng)激/壓力、容量負(fù)荷↑/神經(jīng)-內(nèi)分泌失調(diào)/TNF/缺血/缺氧→心肌細(xì)胞凋亡第七十四頁，共86頁。75阿爾茨海默?。ɡ夏臧V呆）發(fā)病機(jī)制主要是細(xì)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(dá)NF-κB的活化第七十五頁，共86頁。76帕金森?。≒arkinsondisease）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)元凋亡線粒體損傷在黑質(zhì)多巴胺能神經(jīng)元凋亡中的作用Bcl-2和Bax蛋白是黑質(zhì)多巴胺能神經(jīng)元凋亡的調(diào)控因子Caspase酶是黑質(zhì)多巴胺能神經(jīng)元凋亡的效應(yīng)分子第七十六頁，共86頁。77（三）細(xì)胞凋亡不足與過度并存動脈粥樣硬化氧化型LDL↑血小板激活A(yù)gⅡ