醫(yī)學專題-介導細胞凋亡的信號通路

第一(dìyī)講：介導細胞凋亡的信號通路

第一頁，共三十六頁。編輯ppt

課題內(nèi)容：1、細胞凋亡的概念2、細胞凋亡的生物學特征(tèzhēng)3、細胞凋亡的過程及機制（介導細胞凋亡的信號通路，重點講：線粒體介導的細胞凋亡途徑

）

第二頁，共三十六頁。編輯ppt一、概念：細胞凋亡(diāowánɡ)是指為維持內(nèi)環(huán)境穩(wěn)定，由基因控制的細胞自主的有序的死亡。不是一件被動的過程，而是主動過程。即細胞程序性死亡（programmedcelldeath，PCD）第三頁，共三十六頁。編輯ppt細胞凋亡與壞死(huàisǐ)的區(qū)別★壞死（病理性）凋亡（生理性）生化特點被動，無新蛋白合成，不耗能主動，有新蛋白合成，耗能形態(tài)變化細胞結(jié)構(gòu)溶解、破壞、細胞腫脹胞膜及細胞器相對完整細胞皺縮，核固縮炎癥反應(yīng)溶酶體破裂，炎癥反應(yīng)溶酶體完整，無炎癥反應(yīng)DNA電泳彌散性降解，電泳呈均一DNA片狀DNA片段化（180-200bp），電泳呈“梯”狀條帶凋亡小體無有基因調(diào)控無有第四頁，共三十六頁。編輯ppt第五頁，共三十六頁。編輯ppt凋亡(diāowánɡ)時細胞的形態(tài)學改變空泡化固縮出芽(chūyá)邊集凋亡(diāowánɡ)小體1、形態(tài)學特征：二、細胞凋亡的生物學特征第六頁，共三十六頁。編輯ppt2、生化(shēnɡhuà)特征：⑴胞漿內(nèi)Ca2+濃度升高。⑵DNA內(nèi)切酶活性被激活升高，雙鏈DNA在核小體之間切斷形成(xíngchéng)10~185bp為基數(shù)的有序片段。⑶Ⅱ型谷氨酰胺轉(zhuǎn)移酶和需鈣蛋白酶（Calpain）活性升高。第七頁，共三十六頁。編輯ppt細胞凋亡的生化(shēnɡhuà)改變DNA的片段(piànduàn)化斷裂蛋白質(zhì)的降解

典型凋亡(diāowánɡ)細胞DNA瓊脂糖凝膠電泳（呈現(xiàn)梯狀條帶）第八頁，共三十六頁。編輯ppt三、細胞(xìbāo)凋亡的過程及機制

接受凋亡信號凋亡調(diào)控分子間的相互作用蛋白(dànbái)水解酶（caspases）的活化凋亡的級聯(lián)反應(yīng)第九頁，共三十六頁。編輯ppt重點(zhòngdiǎn)：介導細胞凋亡的信號通路機制信號通路(tōnglù)（哺乳動物）受體介導的細胞凋亡途徑傳統(tǒng)(chuántǒng)信號介導線粒體介導其他介導途徑

線粒體在細胞凋亡中發(fā)揮著主開關(guān)的作用,被形象地稱為細胞凋亡的“燃燒室”，也是細胞凋亡的又一“戰(zhàn)場”。

第十頁，共三十六頁。編輯ppt第十一頁，共三十六頁。編輯ppt線粒體控制細胞(xìbāo)死亡的證據(jù)在細胞死亡前都有線粒體膜通透性改變原凋亡效應(yīng)物（proapoptoticeffectors）可作用于線粒體膜；Bcl-2家族中抑制凋亡的成員能與線粒體膜蛋白產(chǎn)生交叉反應(yīng)，而抑制細胞凋亡；通過特異性藥物抑制線粒體膜的通透性可阻止或延緩細胞死亡；無細胞系統(tǒng)（cell-freesystem）已分離出一些(yīxiē)線粒體蛋白，它們具有水解酶（如caspase和nuclease）活性。第十二頁，共三十六頁。編輯ppt線粒體介導的細胞凋亡(diāowánɡ)途徑

一、關(guān)鍵(guānjiàn)分子：cytc

（細胞色素C）幻燈片25細胞色素C的釋放是凋亡發(fā)生(fāshēng)的關(guān)鍵事件，也是線粒體參與凋亡的主要方式

第十三頁，共三十六頁。編輯ppt線粒體外膜通透性增高(zēnggāo)胞質(zhì)中出現(xiàn)(chūxiàn)CytC與細胞(xìbāo)漿中成分作用激活caspases誘導細胞凋亡的發(fā)生如染色質(zhì)濃縮和核碎裂第十四頁，共三十六頁。編輯ppt★cytc釋放(shìfàng)的具體機制有兩種途徑：

（一）、線粒體釋放cytoc,受Bcl-2蛋白家族(jiāzú)調(diào)控幻燈片32

1、Bcl-2、Bcxl與VDAC結(jié)合,通道關(guān)閉(guānbì);（備注：VDAC是外膜離子通道，也是cytoc釋放的通道）2、Bax、Bak能加速VDAC開放,cytc釋放。第十五頁，共三十六頁。編輯ppt細胞凋亡(diāowánɡ)的兩條通路：膜受體通路、線粒體通路第十六頁，共三十六頁。編輯ppt3.P53與細胞凋亡（腫瘤抑制基因(jīyīn)）P53的產(chǎn)物主要存在于細胞核內(nèi)，在依賴P53蛋白的細胞凋亡中，P53基因是通過調(diào)節(jié)Bc1-2和Bax基因的表達來影響細胞凋亡的。P53蛋白能特異地抑制Bc1-2的表達，相反對Bax的表達則有明顯的促進作用。研究表明，P53蛋白是Bax基因的直接的轉(zhuǎn)錄活化因子。在這些細胞中，P53蛋白的積累和活動引起了細胞凋亡。第十七頁，共三十六頁。編輯ppt第十八頁，共三十六頁。編輯ppt4、活性氧（ROS）的生成增加(zēngjiā)、Ca2+內(nèi)流增加也以促進CytC的釋放，從而導致細胞損傷。第十九頁，共三十六頁。編輯ppt二、線粒體通透性轉(zhuǎn)換(zhuǎnhuàn)孔(PTP)開放

線粒體通透性轉(zhuǎn)換(zhuǎnhuàn)孔(PTP)開放

膜電位崩潰(bēngkuì)、外膜破裂內(nèi)膜通透性增加線粒體基質(zhì)膨脹外膜皺襞少，表面積小，易破裂釋放膜間促凋亡蛋白誘導細胞凋亡第二十頁，共三十六頁。編輯ppt第二十一頁，共三十六頁。編輯ppt三、線粒體介導的細胞凋亡(diāowánɡ)的其他途徑：1、γ射線或神經(jīng)酰胺等，破壞線粒體內(nèi)電子傳遞和能量代謝，細胞凋亡。

2、釋放DPF（deathpromotingfactor）即死亡促進因子。3、釋放氧自由基

4、線粒體膜滲透性改變(gǎibiàn)，線粒體內(nèi)高滲狀態(tài)細胞骨架蛋白受壓→凋亡第二十二頁，共三十六頁。編輯ppt知識拓展(tuòzhǎn)：細胞凋亡與人類疾病細胞凋亡受抑制有關(guān)的疾病

惡性腫瘤:濾泡性淋巴瘤、乳腺癌、等白血病自身免疫性疾?。合到y(tǒng)性紅斑狼瘡、腎炎病毒感染性疾?。合俨《静?、庖疹病毒病細胞凋亡增多有關(guān)的疾病

艾滋?。荷窠?jīng)變性(biànxìng)性疾病：早老性遲呆、帕金森病、小腦退化病骨髓發(fā)育不全性疾病缺血性疾病第二十三頁，共三十六頁。編輯ppt各抒己見(gèshūjǐjiàn)：如何辯證(biànzhèng)的看待細胞凋亡的意義，以及研究細胞凋亡的信號通路的前景，你能說一說嗎？第二十四頁，共三十六頁。編輯ppt謝謝(xièxie)第二十五頁，共三十六頁。編輯ppt一、死亡受體的信號(xìnhào)途徑參與死亡受體信號轉(zhuǎn)導的接頭蛋白：（死亡結(jié)構(gòu)域蛋白deathdomainprotein）TRADD：TNF受體相關(guān)死亡結(jié)構(gòu)域蛋白TNF+TNFRI（死亡結(jié)構(gòu)域）+TRADD—細胞(xìbāo)凋亡FADD：Fas相關(guān)死亡結(jié)構(gòu)域蛋白FasL+Fas（死亡結(jié)構(gòu)域）+FADD—細胞凋亡RIP：受體相互作用蛋白CRADD：含有死亡結(jié)構(gòu)域的caspase和RIP接頭蛋白MADD：活化MAP激酶的死亡結(jié)構(gòu)域蛋白第二十六頁，共三十六頁。編輯ppt細胞凋亡(diāowánɡ)的膜受體通路FASL+FAS+FADD

凋亡誘導復合物（DISC）胞質(zhì)中游離的caspase8聚集到這個復合物上細胞有足夠caspase8細胞caspase8濃度不夠死亡受體活化，切割(qiēgē)BidtBid從胞質(zhì)到線粒體細胞凋亡CtyC釋放第二十七頁，共三十六頁。編輯ppt二、傳統(tǒng)(chuántǒng)傳統(tǒng)(chuántǒng)信號介導的細胞凋亡1、G蛋白信號途徑(tújìng)：2、cAMP信號途徑：3、酶蛋白信號通路：4、Ca2+濃度與細胞凋亡：第二十八頁，共三十六頁。編輯pptMitochondriainApoptosis

第二十九頁，共三十六頁。編輯ppt

四、其他途徑：1、T細胞受體信號轉(zhuǎn)導途徑。2、粘附(zhānfù)因子與細胞凋亡。3、活性氧與細胞凋亡。4、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)介導的細胞凋亡。第三十頁，共三十六頁。編輯pptcytc是第一種被發(fā)現(xiàn)的線粒體釋放促凋亡蛋白，是線粒體呼吸鏈的重要組成部分(zǔchénɡbùfèn)。正常情況下cytc是一個定位于線粒體膜間隙的水溶性蛋白，穩(wěn)定地結(jié)合于線粒體內(nèi)膜，不能通過外膜?；脽羝?3第三十一頁，共三十六頁。編輯ppt備注：Bcl-2蛋白家族的三級結(jié)構(gòu)分析(fēnxī)顯示,它們具有成孔道的結(jié)構(gòu)域,Bcl2xl、Bcl-2、Bax、Bid等均可結(jié)合到人工膜上,形成離子通道。

幻燈片15第三十二頁，共三十六頁。編輯ppt第三十三頁，共三十六頁。編輯ppt1、Bcl-2如在線粒體外膜上高表達,一方面與Bid、Bax結(jié)合,抑制cytoc釋放的正反饋機制;另一方面,它有“質(zhì)子泵”的功能,使線粒體內(nèi)呼吸產(chǎn)生的H+外泵至胞漿,維持跨膜電位ΔΨm,減少活性氧生成(shēnɡchénɡ),抑制凋亡。

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第三十四頁，共三十六頁。編輯ppt2、在細胞存活狀態(tài)下,Bax以BH3結(jié)構(gòu)域與Bcl-2及Bcl2xl的BH3結(jié)構(gòu)域形成異質(zhì)二聚體。當細胞內(nèi)Bax類型(lèixíng)的BH3結(jié)構(gòu)域增多時,或注入單純的BaxBH3結(jié)構(gòu)域,或Bid、Bak、Bad等表達增多，都能使Bax從異二聚體中解離出來,從胞漿轉(zhuǎn)位至線粒體外膜上,引起促凋亡因子（cytoc

）釋放。

幻燈片15第三十五頁，共三