分子生物學(xué)-細(xì)胞凋亡.ppt

1、細(xì)胞凋亡 Apoptosis,主要內(nèi)容,概述 細(xì)胞凋亡的形態(tài)學(xué)變化和生化改變 細(xì)胞凋亡的過程與調(diào)控 細(xì)胞凋亡的發(fā)生機(jī)制 細(xì)胞凋亡在疾病防治中的意義,細(xì)胞凋亡（科普詩）,似秋葉的凋零， 告別生命之輝煌； 那難以計(jì)數(shù)的攻擊、誘導(dǎo)， 輕啟著道道程序， 逼細(xì)胞步步走向生命的末端； 啊，活性氧處處肆虐， 鈣波濤驚石裂岸， 線粒體把生命之光一點(diǎn)一點(diǎn)擰淡;,危難中的細(xì)胞啊， 你沉穩(wěn)不亂， DNA片片切割， 化云梯直通天堂； 細(xì)胞體分團(tuán)相聚， 把生命的凝重濃集在小體上； 分別了朝夕相處的伙伴， 再見了快樂美好的時(shí)光； 這一切的一切又融入臨近的胞體， 騰出的空間再寫生命的篇章。 2001，10，1 試作,一、概

2、述,細(xì)胞凋亡(apoptosis)，是1972年由Kerr等建議用來描述伴隨細(xì)胞死亡的一系列形態(tài)學(xué)上固定的變化形式的。 “凋亡”一詞來自希臘語，apo意為“分離”，ptosis指花瓣或樹葉的脫落， “凋亡”是由這兩個(gè)詞組合而成，意指細(xì)胞凋亡的形態(tài)類似秋天花瓣或樹葉的凋落一樣,（一）細(xì)胞凋亡研究簡史,1 凋亡概念的形成,2細(xì)胞凋亡的形態(tài)學(xué)及生物化學(xué)研究階段：（1972-1987）1977年:人們注意到在生理或病理性刺激條件下，淋巴細(xì)胞發(fā)育過程中的凋亡現(xiàn)象。 1980年:Wyllie研究胸腺細(xì)胞在糖皮質(zhì)激素作用下引致的細(xì)胞凋亡變化，總結(jié)并建立了細(xì)胞凋亡的共同形態(tài)學(xué)特征，包括核固縮和DNA降解成寡核

3、苷酸片段等 3細(xì)胞凋亡的分子生物學(xué)研究階段，最近幾年1989年: 0wen及其研究小組在研究胸腺細(xì)胞陰性選擇過程中證明了信號(hào)傳遞物質(zhì)對(duì)PCD的調(diào)控作用。 1991年:Ellis首先發(fā)現(xiàn)了線蟲(C.elegans)體內(nèi)Ced-3、4兩個(gè)基因與PCD的發(fā)生密切相關(guān)，隨后逐漸發(fā)現(xiàn)了多種參與PCD的正相調(diào)節(jié)基因和負(fù)相調(diào)節(jié)基因 4細(xì)胞凋亡的臨床應(yīng)用基礎(chǔ)研究階段細(xì)胞凋亡的研究，其生命力在于最終能夠有利于疾病機(jī)制的闡明，以及新療法的探索及問世。,2002年10月7日英國人悉尼布雷諾爾、美國人羅伯特霍維茨和英國人約翰蘇爾斯頓，因在細(xì)胞程序性死亡方面的研究獲諾貝爾諾貝爾生理與醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)。 他們不但發(fā)現(xiàn)在生物的器官發(fā)

4、育過程中存在細(xì)胞程序性死亡，而且闡明了細(xì)胞程序性死亡過程中的基因規(guī)律。,Sydney Brenner,H. Robert Horvitz,John E. Sulston,THE NOBEL DIPlOMA,2002年諾貝爾醫(yī)學(xué)與生理學(xué)頒獎(jiǎng)儀式，瑞典斯德哥爾摩音樂廳。,Sydney Brenner receiving his Nobel Prize from His Majesty the King at the Stockholm Concert Hall.Photo: Hans Mehlin, Nobel e-Museum,（二）細(xì)胞死亡的方式,細(xì)胞壞死 細(xì)胞凋亡 細(xì)胞程序性死亡,1.細(xì)胞壞

5、死(necrosis),是細(xì)胞受到急性強(qiáng)力傷害時(shí)立即出現(xiàn)的反應(yīng) 早期表現(xiàn)為細(xì)胞膜破壞，線粒體腫脹 溶酶體破裂,細(xì)胞內(nèi)容物流出, 引起炎癥,壞死,壞死炎細(xì)胞浸潤,細(xì)胞凋亡的概念： 由體內(nèi)外因素觸發(fā)細(xì)胞內(nèi)預(yù)存的死亡程序而導(dǎo)致 的細(xì)胞死亡過程 細(xì)胞凋亡的特點(diǎn)： 細(xì)胞通過出芽的方式形成許多凋亡小體； 凋亡小體內(nèi)有結(jié)構(gòu)完整的細(xì)胞器； 溶酶體活性不增加 內(nèi)切酶活化，DNA片斷化，凝膠電泳圖譜呈梯狀,2.細(xì)胞凋亡(apoptosis),凋亡,3.細(xì)胞程序性死亡,細(xì)胞程序性死亡（programmed cell death，PCD）是一種基因指導(dǎo)的細(xì)胞自我消亡方式。 PCD和細(xì)胞凋亡的區(qū)別在以下方面： PCD是

6、功能性概念，凋亡是形態(tài)學(xué)概念。 大多數(shù)PCD的最終結(jié)果是細(xì)胞凋亡，但細(xì)胞凋亡并非都是程序化的。 PCD存在于胚胎發(fā)育過程中。,細(xì)胞凋亡與細(xì)胞壞死的比較(一),細(xì)胞凋亡與細(xì)胞壞死的比較(二),細(xì)胞凋亡的特征是細(xì)胞由于降解酶，主要是水解酶（蛋白酶與核酸酶）的作用，在近乎正常的細(xì)胞質(zhì)膜內(nèi)趨向死亡。這與壞死時(shí)細(xì)胞質(zhì)膜早期破損不同。 在細(xì)胞凋亡過程中，質(zhì)膜脂雙層喪失二側(cè)不對(duì)稱性，磷脂酰絲氨酸暴露于細(xì)胞表面，從而導(dǎo)致被吞噬。,（三）線蟲(C.elegant)中的細(xì)胞程序性死亡,隱桿秀麗線蟲（Caenorhabditis elegans, C elegans） 低等蠕蟲，蟲體透明，易于觀察體內(nèi)細(xì)胞形態(tài)的變化

7、。,線蟲: 成體959個(gè)細(xì)胞, 但在發(fā)育過程中有131個(gè)細(xì)胞會(huì)注定發(fā)生PCD PCD發(fā)生時(shí)間:1h 左右 參與線蟲PCD的基因，目前已知的有14個(gè),Apoptosis is all around us,（四）生理性細(xì)胞凋亡的作用,確保正常發(fā)育、生長 在器官、組織的形成、成熟中發(fā)揮作用 (細(xì)胞團(tuán) 具備復(fù)雜結(jié)構(gòu)的組織器官),多余細(xì)胞的清除,生理性細(xì)胞凋亡的作用,維持內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)定 清除受損、衰老和突變的細(xì)胞 (針對(duì)自身抗原T細(xì)胞的清除、子宮內(nèi)膜周期性剝脫) 發(fā)揮積極的防御作用,二、細(xì)胞凋亡的形態(tài)學(xué)變化和生化改變,微絨毛消失 脫水 空泡化(blebbing) 固縮(condensation) 出芽(b

8、udding) 染色質(zhì)邊集(margination) 凋亡小體(apoptosis body),（一）細(xì)胞凋亡的形態(tài)學(xué)變化,細(xì)胞首先變圓,隨即與鄰周細(xì)胞脫離, 失去微絨毛,胞漿濃縮,內(nèi)質(zhì)網(wǎng)擴(kuò)張呈泡狀并與細(xì)胞膜融合, 核染色質(zhì)密度增高呈半月形,并凝聚在核膜周邊,核仁裂解, 進(jìn)而細(xì)胞膜內(nèi)陷將細(xì)胞自行分割為多個(gè)外有膜包裹、內(nèi)涵物不外泄的細(xì)胞凋亡小體， 被吞噬細(xì)胞或鄰周細(xì)胞所識(shí)別、吞噬,或自然脫落而離開生物。 不引起炎癥反應(yīng)和次級(jí)損傷。,apoptosis,凋亡時(shí)細(xì)胞的形態(tài)學(xué)改變,凋亡過程與調(diào)控,空泡化,固縮,出芽,邊集,凋亡小體,形態(tài)學(xué)特征：,染色質(zhì)邊集,胸腺細(xì)胞,正常,凋亡,A compariso

9、n of normal and apoptotic T-cells.,胸腺細(xì)胞,正常,凋亡,（二）細(xì)胞凋亡的生化改變,DNA片斷化,caspase激活,滅活凋亡抑制物,水解活性蛋白,水解結(jié)構(gòu)蛋白,1 DNA的片段化：梯狀條帶形成 核小體連接區(qū)被切開：染色質(zhì),2 內(nèi)源性核酸內(nèi)切酶激活及其作用,由一系列胞內(nèi)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)環(huán)節(jié)激活，執(zhí)行染色質(zhì)DNA切割,3 凋亡蛋白酶（caspases）的激活及其作用,是一組對(duì)底物天冬氨酸部位有特異水解作用，其活性中心富含半胱氨酸的蛋白酶（cysteine-containing aspartate-spicific protease） 至少有13個(gè)成員,第一個(gè)被發(fā)現(xiàn)的ca

10、spase 是 caspase-1,即哺乳類的ICE (1992,1993), 后來證明ICE與炎癥有關(guān)而在細(xì)胞的死亡中沒有明顯作用。 線蟲的 CDE-3和ICE有一定的同源性。,Caspase 8的激活，需要FADD( Fas associated protein with death domain)Caspase 9 激活，需要通過CARD（caspase-recruitment domain)、Apaf-1、細(xì)胞色素c、ATP等多個(gè)因子的參與。,細(xì)胞色素C、Apaf-1和pro-caspase 9 組成了“Apoptosome” （凋亡體）,caspases功能,滅活細(xì)胞凋亡的抑制物:

11、正常活細(xì)胞因?yàn)楹怂崦柑幱跓o活性狀態(tài)，而不出現(xiàn)DNA斷裂。這是由于核酸酶和抑制物結(jié)合在一起，如果抑制物被破壞，核酸酶被激活，DNA就會(huì)被降解，片段化?，F(xiàn)知Caspase可以裂解這種抑制物。 水解蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)，細(xì)胞解體，形成凋亡小體 如裂解核纖層，核纖層是由核纖層蛋白通過聚合作用形成的頭尾相接的多聚體，由此形成核膜的骨架結(jié)構(gòu)，是染色質(zhì)得以形成并進(jìn)行正常的排列。 細(xì)胞凋亡時(shí)，核纖層蛋白被Caspase在一個(gè)近中部的固定位置裂解，從而使Caspase蛋白崩解，導(dǎo)致染色質(zhì)的固縮。,在凋亡級(jí)聯(lián)反應(yīng)中水解相關(guān)活性蛋白：使其獲得或喪失功能 如滅活或下調(diào)DNA修復(fù)有關(guān)的酶，mRNA剪切蛋白等。,三、細(xì)胞凋亡過程與

12、調(diào)控,（一）細(xì)胞凋亡的過程,cAMP Ca2+ 神經(jīng)酰胺,凋 亡 誘 因,凋 亡 信 號(hào) 轉(zhuǎn) 導(dǎo),凋 亡 基 因 激 活,細(xì) 胞 凋 亡,凋 亡 細(xì) 胞 清 除,受體,死 亡 信 號(hào),DNase活化 Caspases活化 DNA片斷 凋亡小體形成,巨噬細(xì)胞 吞噬、分解,apoptosis,凋亡過程與調(diào)控,凋亡過程,受體,cAMP Ca2+ 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,Dnase激活 Caspases激活,apoptosis,凋亡過程與調(diào)控,凋亡過程,DNase激活,Caspases激活,凋亡細(xì)胞的清除,凋亡執(zhí)行,（二） 細(xì)胞凋亡的調(diào)控,1.細(xì)胞凋亡相關(guān)因素,誘導(dǎo)性因素

13、,大量糖皮質(zhì)激素 淋巴細(xì)胞凋亡 射線/高溫/強(qiáng)酸/強(qiáng)堿 /乙醇/抗癌藥物 CTL分泌粒酶 HIVCD4+細(xì)胞凋亡,抑制性因素,細(xì)胞因子 (IL-2/NGF),激素 (ACTH/睪丸酮/雌激素),金屬陽離子 (Zn2+ ),藥物 (苯巴比妥/ 半胱氨酸酶抑制劑),病毒 EB病毒/牛痘病毒,凋亡信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)系統(tǒng)特點(diǎn), 多樣性：不同種類的細(xì)胞系統(tǒng)不同 偶聯(lián)性：與增殖分化的信號(hào)系統(tǒng)交叉偶聯(lián) 同一性：多因素，共用同一系統(tǒng)觸發(fā) 多途性：同一誘導(dǎo)因素啟動(dòng)多條信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑,2.細(xì)胞凋亡信號(hào)的轉(zhuǎn)導(dǎo),腺苷酸環(huán)化酶鈣調(diào)素 Ca2+ cAMP 谷氨酰胺轉(zhuǎn)移酶 PKA 轉(zhuǎn)錄因子,神經(jīng)酰胺 SPP AP-1 S期(抗凋),c

14、aspase H1組蛋白,MAPK MAPKK Raf-1 Ras PTK , 分化,PKC 二酰甘油,Tc-R,糖皮質(zhì)激素,研究較多的系統(tǒng)：,依據(jù)： 細(xì)胞凋亡時(shí)胞內(nèi)游離Ca2+濃度顯著上升 用Ca2+載體A23187人為升高B淋巴細(xì)胞Ca2+水平，B淋巴細(xì)胞凋亡 用Ca2+絡(luò)合劑降低胞內(nèi)Ca2+水平，阻止細(xì)胞凋亡,1胞內(nèi)Ca2+信號(hào)系統(tǒng)（Ca2+為第二信使）,2cAMP/PKA信號(hào)系統(tǒng)（cAMP為第二信使）,依據(jù)： 雙丁酰cAMP可引起培養(yǎng)的髓樣白血病細(xì)胞及胸腺細(xì)胞凋亡 糖皮質(zhì)激素使cAMP上升 cAMP激活PKA使靶蛋白某些氨基酸（蘇、絲AA）殘基磷酸化改變蛋白質(zhì)功能,3Fas蛋白/Fas

15、配體信號(hào)系統(tǒng),Fas蛋白：細(xì)胞膜跨膜蛋白 Fas蛋白+Fas配體（抗Fas）細(xì)胞凋亡 機(jī)制： Fas蛋白+Fas配體（抗Fas）神經(jīng)鞘磷脂酶活性產(chǎn)生神經(jīng)酰胺蛋白激酶激活細(xì)胞凋亡 Fas蛋白+抗Fas、TNF 激活I(lǐng)CE樣caspase 降解H1組蛋白染色體松馳DNA暴露內(nèi)切酶位點(diǎn) 通過Ca2+信號(hào)系統(tǒng)傳遞死亡信息引起細(xì)胞凋亡,Fas又稱CD95，APO-1，是由325個(gè)氨基酸組成的受體分子 配體誘導(dǎo)受體三聚體化，然后在細(xì)胞膜上形成凋亡誘導(dǎo)復(fù)合物， Fas分子胞內(nèi)段帶有特殊的死亡結(jié)構(gòu)域（DD, death domain）。死亡結(jié)構(gòu)域相聚成簇，吸引了胞漿中另一種帶有相同死亡結(jié)構(gòu)域的蛋白FADD。

16、FADD是死亡信號(hào)轉(zhuǎn)錄中的一個(gè)連接蛋白，它由兩部分組成：C端（DD結(jié)構(gòu)域）和N端（DED）部分。,FADD N端通過DED區(qū)（death effector domain）與無活性的半胱氨酸蛋白酶8（caspase8）酶原結(jié)合，激活Caspase-8 。進(jìn)而引起隨后的級(jí)聯(lián)反應(yīng)，即Caspases，,Caspase-8自剪切活化，激活Caspase-3，Caspase-7 Caspase-3激活Caspase-6。 Caspase可降解結(jié)構(gòu)蛋白、信號(hào)蛋白、轉(zhuǎn)錄調(diào)控蛋白、周期蛋白等等。 Caspase還可降解CAD的調(diào)節(jié)蛋白，釋放出CAD，CAD進(jìn)入細(xì)胞核降解DNA。 CAD 為caspase-ac

17、tivated Dnase，存在于胞質(zhì)中。,死亡受體屬于腫瘤壞死因子受體(TNFR)超家族成員。目前至少發(fā)現(xiàn)有5種死亡受體，分別為 Fas,TNFR1, DR4, DR5,DR3。死亡受體通路是細(xì)胞凋亡的重要途徑之一。 它們位于細(xì)胞膜表面，具有相似的結(jié)構(gòu)：細(xì)胞外有富含2-5個(gè)半胱氨酸的重復(fù)序列，并具有特異性地與其配體相結(jié)合繼而誘導(dǎo)凋亡的死亡信號(hào)激發(fā)域； 胞內(nèi)含有轉(zhuǎn)導(dǎo)細(xì)胞凋亡信號(hào)必須的死亡功能區(qū)（death domain,DD），而且各成員的死亡結(jié)構(gòu)域之間具有很高的同源性。 對(duì)應(yīng)于Fas和TNFR1的配體分別是FasL和TNF- DR4和DR5對(duì)應(yīng)的配體是APO-2L ，DR3的相應(yīng)配體是APO

18、-3L。,死 亡 受 體,The combination of TNFR with TNF,死亡受體（FAS, TNFR, DR3， DR4， DR5）等，在死亡因子（FasL，TNF, APO-3L, APO-2L) 等刺激下誘導(dǎo)凋亡。,1. (FasL-Fas)-FADD-caspase 8-途徑。,2. (TNF-TNFR1)-TRADD-FADD -caspase 8-途徑,3. (DR3L-DR3)-TRADD-FADD -caspase 8-途徑,4. (APO-2L-DR4/5)-caspase 8 -途徑,死亡受體途徑圖解,4神經(jīng)酰胺信號(hào)系統(tǒng),神經(jīng)酰胺：神經(jīng)鞘磷脂（SM）在神經(jīng)

19、鞘磷脂酶的作用下產(chǎn)生的一類新型第二信使物質(zhì)。 介導(dǎo)細(xì)胞凋亡的依據(jù)：用天然神經(jīng)酰胺處理u937白血病細(xì)胞，誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡 神經(jīng)酰胺途徑相關(guān)誘因：電離輻射、TNF-、Fas抗原、糖皮質(zhì)激素,5二酰甘油/蛋白激酶C（PKC）信號(hào)系統(tǒng),二酰甘油：磷脂酰肌醇和磷脂酰膽堿在磷脂酶C催化下產(chǎn)生的一種第二信使物質(zhì)。 依據(jù)： 活化的PKC1可誘導(dǎo)u937白血病細(xì)胞凋亡 抑制PKC活性可抑制糖皮質(zhì)激素誘導(dǎo)的小鼠胸腺細(xì)胞凋亡,6酪氨酸蛋白激酶系統(tǒng),生長因子或細(xì)胞因子激活酪氨酸蛋白激酶靶蛋白酪氨酸磷酸化Ras蛋白激活通過Raf-1、MAPKK、MAPK蛋白質(zhì)磷酸化細(xì)胞分化 生長因子或細(xì)胞因子撤除不能激活酪氨酸蛋白激酶系

20、統(tǒng)細(xì)胞凋亡,（1）死亡基因：ced-3、ced-4、ced-9。 Ced-3和 Ced-4的作用是誘發(fā)凋亡; Ced-9抑制Ced-3,Ced-4的作用,（三）凋亡相關(guān)基因,線蟲細(xì)胞凋亡的基因,保守性高，在哺乳動(dòng)物中相應(yīng)同源物：Ced-3=ICE, ced-4=apaf-1, ced-9=bcl-2.,（2）吞噬基因：參與吞噬。 ced-1、ced-2、ced-5、ced-6、ced-7、 ced-8和ced-10。 （3）核酸酶基因：nuc-1。 （4）某些特殊類型細(xì)胞的死亡基因： ces-1、ces-2。,抑制凋亡基因：bcl-2 促進(jìn)凋亡基因： fas，P53, bax 雙向調(diào)控基因：

21、c-myc，bcl-x,哺乳動(dòng)物細(xì)胞凋亡的基因調(diào)控,1 Bcl-2：抑制凋亡基因,細(xì)胞凋亡抑制基因，名稱來源于B細(xì)胞淋巴瘤/白血病-2(B-cell lymphoma/Leukemia-2，bcl-2)。 bcl-2能夠編碼 bcl-2（26KD）和 bcl-2（22KD）兩種蛋白質(zhì)，是膜的結(jié)合蛋白，主要存在于線粒體外膜、核膜及部分內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中。,Bcl-2 和C. elegans 中的ced-9 有很高的同源性， Bcl-2的功能是阻遏細(xì)胞凋亡 延長細(xì)胞的壽命，而不是刺激細(xì)胞的增殖,Bcl-2抗凋亡機(jī)制,直接的抗氧化 抑制線粒體釋放促凋亡的蛋白質(zhì)(細(xì)胞色素C、AIF) 抑制促凋亡的Bax，Bak

22、細(xì)胞毒作用 抑制Caspases激活 維持細(xì)胞鈣穩(wěn)態(tài),線蟲C.elegans 和哺乳類細(xì)胞的死亡途徑比較,Bcl-2基因家族有眾多成員，如Mcl-1、NR-B、A1 、Bcl-w、Bcl-x、Bax、Bak、Bad、Bim等它們分別既有抗凋亡作用，也有促凋亡的作用 Bax是Bcl-2家族中參與細(xì)胞凋亡的一個(gè)成員，當(dāng)誘導(dǎo)凋亡時(shí)，它從胞液遷移到線粒體和核膜。 可促進(jìn)細(xì)胞凋亡 多數(shù)成員間有兩個(gè)同源區(qū)域，在介導(dǎo)成員之間的二聚化過程中起重要作用。Bcl-2成員之間的二聚化是成員之間功能實(shí)現(xiàn)或功能調(diào)節(jié)的重要形式。,Bcl-x由于mRNA剪接方式不同，可產(chǎn)生兩種大小不同的Bcl-x分子： Bcl-xL和Bc

23、l-xS 大分子Bcl-xL含有兩個(gè)保守的同源區(qū)(BH1,BH2)，和Bcl-2相似，可以抑制細(xì)胞凋亡 小分子Bcl-xS缺少兩個(gè)保守的同源區(qū)，促進(jìn)細(xì)胞凋亡,2 Bcl-x：雙向調(diào)控基因,3.c-myc：雙向調(diào)控基因,c-myc是調(diào)控細(xì)胞周期的主要基因之一。 Myc蛋白是一種轉(zhuǎn)錄因子，其氨基端具有反式激活結(jié)構(gòu)域，羧基端具有螺旋環(huán)螺旋亮氨酸拉鏈結(jié)構(gòu)域，介導(dǎo)聚合與特異的DNA序列結(jié)合。 c-myc基因表達(dá)在與其它致癌因素同在時(shí)為增殖作用， 與其他抑癌因素共存時(shí)，就反過來導(dǎo)致細(xì)胞死亡。,4 Fas-細(xì)胞表面受體，跨膜蛋白，伸向胞漿部一段與TNF受體相似（高度同源）；Fas抗體誘導(dǎo)凋亡（模擬配基作用、

24、啟動(dòng)）,死亡受體介導(dǎo)的信號(hào)途徑,mFasL: cell-membrane-bound FasL,sFasL: soluble FasL,死亡受體（FAS, TNFR, DR3， DR4， DR5）等，在死亡因子（FasL，TNF, APO-3L, APO-2L) 等刺激下誘導(dǎo)凋亡。,1. (FasL-Fas)-FADD-caspase 8-途徑。,2. (TNF-TNFR1)-TRADD-FADD -caspase 8-途徑,3. (DR3L-DR3)-TRADD-FADD -caspase 8-途徑,4. (APO-2L-DR4/5)-caspase 8 -途徑,死亡受體途徑圖解,5 P53

25、-野生型誘導(dǎo)凋亡，在G1期發(fā)揮卡點(diǎn)功能有缺陷DNA啟動(dòng)修復(fù)失敗啟動(dòng)凋亡 P53 = molecular policeman,A model for the function of p53,G1,S,G2,M,Cyclin A+CDK,Cyckin A+CDK1,Cyclin B,Cyclin D,p53,Bax,+,Bcl-2,molecular policeman?,Blocking IGF+R,四、細(xì)胞凋亡的發(fā)生機(jī)制,1 氧化損傷 活性氧氧化損傷生物大分子形成氧化應(yīng)激,機(jī)制：,1972年, Demopoulos證實(shí)了氧自由基( oxygen free radical,OFR)在腦缺血中對(duì)內(nèi)

26、皮細(xì)胞損傷起重要作用,目前越來越多的證據(jù)表明 OFR參與了細(xì)胞凋亡的發(fā)生. 自由基及氧衍生自由基是具有未配對(duì)電子的原子、原子團(tuán)及分子，是參與人體內(nèi)氧化還原反應(yīng)最重要最廣泛的反應(yīng)成分。,氧自由基,DNA損傷P53 活化聚ADP核糖轉(zhuǎn)移酶，引起NAD耗竭，ATP 膜損傷：過氧羥基24碳四烯酸誘導(dǎo) 激活Ca 2+/Mg 2+ 依賴的核酸內(nèi)切酶 膜透性，Ca 2+ 內(nèi)流 活化Fas，加速凋亡相關(guān)基因表達(dá),氧化誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡的機(jī)制及其調(diào)節(jié),2.鈣穩(wěn)態(tài)失衡 TNF，抗CD3抗體 引起細(xì)胞凋亡是鈣依賴性過程,鈣穩(wěn)態(tài)失衡引起凋亡的機(jī)制：, 激活Ca2+/Mg 2+依賴的核酸內(nèi)切酶，降解DNA鏈 激活谷氨酰胺轉(zhuǎn)移

27、酶，酰基轉(zhuǎn)移，細(xì)胞骨架蛋白分子間交聯(lián)，凋亡小體形成 激活與凋亡有關(guān)的核轉(zhuǎn)錄因子 Ca 2+促使核小體間酶切位點(diǎn)暴露,3 線粒體損傷 線粒體是真核細(xì)胞的重要細(xì)胞器，是動(dòng)物細(xì)胞生成ATP的主要地點(diǎn)。 線粒體基質(zhì)的三羧酸循環(huán)酶系通過底物脫氫氧化生成NADH。NADH通過線粒體內(nèi)膜呼吸鏈氧化。 與此同時(shí)，導(dǎo)致跨膜質(zhì)子移位形成跨膜質(zhì)子梯度和/或跨膜電位。 線粒體內(nèi)膜上的ATP合成酶利用跨膜質(zhì)子梯度能量合成ATP。 合成的ATP通過線粒體內(nèi)膜ADP/ATP載體與細(xì)胞質(zhì)中ADP交換進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)，參與細(xì)胞的各種需能過程。,超微結(jié)構(gòu)基本正常，功能明顯下降：線粒體內(nèi)膜通透性增大，且跨膜電位（ m ）下降，能量合成明顯,線粒體損傷,(1)線粒體跨膜電位的耗散與細(xì)胞凋亡有密切關(guān)系,近年來陸續(xù)有報(bào)道說明線粒體跨膜電位的耗散早于核酸酶的激活，也早于磷酯酰絲氨酸暴露于細(xì)胞表面。 而一旦線粒體跨膜電位耗散，細(xì)胞就會(huì)進(jìn)入不可逆的凋亡過程。,(2)線粒體通透性轉(zhuǎn)變孔道,在細(xì)胞凋亡過程中線粒體跨膜電位的耗散主要是由于線粒體內(nèi)膜的通透性