內(nèi)質(zhì)網(wǎng)路徑細(xì)胞凋亡相關(guān)因子93K7B朱秋霞

指導(dǎo)教師：石玉秀第一頁(yè)，共二十六頁(yè)。整理ppt內(nèi)質(zhì)網(wǎng)是細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)合成的主要場(chǎng)所同時(shí)也是Ca2+的主要儲(chǔ)存庫(kù)。內(nèi)質(zhì)網(wǎng)在維持細(xì)胞內(nèi)鈣離子的穩(wěn)定以及膜蛋白的合成、修飾和折疊等方面都發(fā)揮關(guān)鍵性作用。內(nèi)質(zhì)網(wǎng)相關(guān)細(xì)胞凋亡是不同于受體介導(dǎo)或線粒體介導(dǎo)DNA損傷的另一種新的細(xì)胞凋亡途徑，內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔內(nèi)未折疊蛋白增多或鈣失衡,引起內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激反響信號(hào)。第二頁(yè)，共二十六頁(yè)。整理ppt

內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和細(xì)胞凋亡(一)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激引起的細(xì)胞凋亡(二)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)鈣離子信號(hào)與細(xì)胞凋亡(三)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上BCL-2家族參與細(xì)胞凋亡第三頁(yè)，共二十六頁(yè)。整理ppt一、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和細(xì)胞凋亡

(一)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激引起的細(xì)胞凋亡當(dāng)機(jī)體細(xì)胞受到缺氧、饑餓、鈣代謝紊亂、自由基侵襲及藥物等應(yīng)激原的刺激時(shí),內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔內(nèi)未折疊蛋白增多或鈣失衡，可引發(fā)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激(endoplasmicreticulumstress，ERS)，細(xì)胞對(duì)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激會(huì)產(chǎn)生未疊蛋白反響(unfoldedproteinresponse，UPR)和內(nèi)質(zhì)網(wǎng)超載反響(ERovedoadresponse，EOR)來(lái)降低蛋白質(zhì)的合成，促進(jìn)蛋白質(zhì)的正確折疊，但同時(shí)過(guò)度的應(yīng)激也激活了相應(yīng)的凋亡分子。第四頁(yè)，共二十六頁(yè)。整理ppt1.1未疊蛋白反響(unfoldedproteinresponse，UPR)和細(xì)胞凋亡UPR是由一個(gè)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)分子伴侶GRP78／BIP和3個(gè)ER應(yīng)激感受蛋白所介導(dǎo)的，分別是PERK(PKR-likeERkinase)，ATF6(activatingtranscriptionfactor6)和IRE-1(inositol-requiringenzyme1)。無(wú)ERs時(shí)，PERK、ATF6、IRE-1分別與分子伴侶GRP78／BIP結(jié)合，處于無(wú)活性狀態(tài)，ERs存在時(shí)，未折疊蛋白在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)內(nèi)堆積使GRP78／BIP從3種跨膜蛋白上解離，轉(zhuǎn)而去結(jié)合未折疊蛋白。解離后的感受蛋白被活化并啟動(dòng)UPR，UPR可以保護(hù)由ERs所引起的細(xì)胞損傷，恢復(fù)細(xì)胞功能，包括暫停早期蛋白質(zhì)合成、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)分子伴侶和折疊酶的轉(zhuǎn)錄激活、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)相關(guān)性降解(ER-associateddegmdation)，促進(jìn)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)對(duì)蓄積在內(nèi)的錯(cuò)誤折疊或未折疊蛋白質(zhì)的處理，有利于維持細(xì)胞的正常功能并使之存活。第五頁(yè)，共二十六頁(yè)。整理pptPERK、ATF6以及IRE-l信號(hào)不僅能夠啟動(dòng)ERS的生存途徑，嚴(yán)重或長(zhǎng)時(shí)間的ERs損傷了ER的功能時(shí)，這3個(gè)信號(hào)通路同樣能夠啟動(dòng)由ERs所介導(dǎo)的凋亡信號(hào)通路，誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡，以去除受損傷的細(xì)胞．目前認(rèn)為，ERS可能通過(guò)以下途徑誘導(dǎo)凋亡：CCAAT／增強(qiáng)子結(jié)合蛋白同源蛋白(CCAAT／enhancer-bindingprotein-homologousprotein,CHOP)GADD153(growtharrest/DNAdamage-inducibleprotein153)基因的激活轉(zhuǎn)錄；C-Jun氨基酸末端激酶(C-JunN-terminalkinase，JNK)的激活通路；ER特有的Caspase-12的激活。第六頁(yè)，共二十六頁(yè)。整理ppt1.1.1CHOP／GADD153基因的激活轉(zhuǎn)錄:

CHOP／GADD153內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激特異的轉(zhuǎn)錄因子,CHOP屬于轉(zhuǎn)錄因子CCAAT／增強(qiáng)子結(jié)合蛋白〔C/EBP〕家族，常與該家族的其他成員形成二聚體，正常情況下，CHOP幾乎無(wú)表達(dá)。ERS時(shí)，IRE1、PERK和ATF-6的活化均能促進(jìn)CHOP的大量產(chǎn)生。內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激反響時(shí)，跨膜蛋白IRE1和ATF-6活化，其胞漿部份進(jìn)入核內(nèi)，與ERS反響元件(ERstressresponseelement，ERSE)結(jié)合，啟動(dòng)CHOP轉(zhuǎn)錄與表達(dá)，繼而促進(jìn)凋亡。PERK/elF2α下游的轉(zhuǎn)錄因子ATF4可與CHOP啟動(dòng)子上的AARE域結(jié)合，也誘導(dǎo)CHOP的表達(dá),而且,PERK/elF2α/ATF4是CHOP表達(dá)所必需的。McCullough等證實(shí)CHOP表達(dá)的增加下調(diào)抗凋亡蛋白Bcl-2的表達(dá),減少細(xì)胞內(nèi)的谷胱甘肽和促進(jìn)反響性氧中介物(ROIs)的生成,從而引起細(xì)胞凋亡。

第七頁(yè)，共二十六頁(yè)。整理ppt1.1.2C-Jun氨基酸末端激酶的激活通路:

應(yīng)激條件下,活化的IRE1招募C-JUN氨基末端激酶(C-JunN-terminalkinase,JNK)和腫瘤壞死因子受體相關(guān)因子2TRAF2(TNFreceptor-associatedfactor2，TRAF2)，TRAF2激活細(xì)胞凋亡信號(hào)激酶1(apoptosissignalregulatingkinase1,ASK1),并形IRE-1/TRAF2/ASK1三聚體,隨后激活JNK,誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡。第八頁(yè)，共二十六頁(yè)。整理ppt1.1.3Caspase-12的激活：

Caspase-12定位于內(nèi)質(zhì)網(wǎng)胞質(zhì)面上,以前體形式存在,僅在ERS刺激下活化,發(fā)生自內(nèi)質(zhì)網(wǎng)向胞質(zhì)的移位,對(duì)非內(nèi)質(zhì)網(wǎng)凋亡刺激均無(wú)反響。第九頁(yè)，共二十六頁(yè)。整理ppt內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激時(shí),caspase-12可以通過(guò)以下幾種途徑被激活:一.IRE1和腫瘤壞死因子受體相關(guān)因子2(tumornecrosisfactorreceptor-associatedfactor-2,TRAF2)形成復(fù)合物,導(dǎo)TRAF2從其與Caspase-12前體形成的復(fù)合物上解離,激活caspase-12。二.Ca依賴的calpain活化：鈣調(diào)蛋白分解酶(calpain)是一種Ca2+依賴性的半胱氨酸蛋白酶。當(dāng)Ca2+從內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中被釋放入細(xì)胞質(zhì)后會(huì)激活內(nèi)質(zhì)網(wǎng)附近的calpain,它可以作用于caspase-12使之活化并釋放入細(xì)胞質(zhì)．三.caspase-7ER轉(zhuǎn)位：ERs引起caspase-7移位至內(nèi)質(zhì)網(wǎng)外表，與caspase-12形成復(fù)合物并切割procaspase-12，破壞了膜與caspase-12的聯(lián)系，使之活化并釋放于細(xì)胞質(zhì)．Caspase-12激活后,caspase-12通過(guò)激活其下游的caspase-9,接著激活細(xì)胞凋亡的執(zhí)行分子caspase-3,而導(dǎo)致細(xì)胞的凋亡。

第十頁(yè)，共二十六頁(yè)。整理ppt最近有研究說(shuō)明caspase-4也參與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激所致的細(xì)胞凋亡應(yīng),caspase-4與caspase-l2高度同源，主要位于人類內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中，其作用類似于caspase-l2。第十一頁(yè)，共二十六頁(yè)。整理ppt1．2內(nèi)質(zhì)網(wǎng)超載反響(ERovedoadresponse，EOR)引起的細(xì)胞凋亡

未疊蛋白反(unfoldedproteinresponse，UPR)可以促進(jìn)蛋白質(zhì)的正確折疊，正確折疊的蛋白在ER過(guò)度蓄積那么通過(guò)激活核因子(NF)-κB而引發(fā)EOR。EOR是一個(gè)相對(duì)獨(dú)立的轉(zhuǎn)導(dǎo)信號(hào)通路，ERS時(shí)，大量膜蛋白在ER沉積，κB激酶抑制劑(inhibitorofκBkinase,IKK)被激活，引起κB抑制劑的降解從而激活NF-κB。NF-κB是一種轉(zhuǎn)錄因子,盡管也有報(bào)道認(rèn)為其激活了超氧化物歧化酶,凋亡抑制劑(inhibitorofapoptosis,IAP)和Bcl-xL家族從而具有抗凋亡的作用,但卻上調(diào)了凋亡基因如TRAL-1和TRAL-2(tumornecrosisfactor-relatedapoptosisligand-1and-2)死亡受體,從而導(dǎo)致細(xì)胞凋亡。第十二頁(yè)，共二十六頁(yè)。整理ppt

內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激機(jī)制圖第十三頁(yè)，共二十六頁(yè)。整理ppt(二)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)鈣離子信號(hào)與細(xì)胞凋亡

內(nèi)質(zhì)網(wǎng)是細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)合成、翻譯后修飾、折疊的主要場(chǎng)所,同時(shí)也是鈣儲(chǔ)藏和鈣信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)的主要部位,當(dāng)前研究認(rèn)為細(xì)胞內(nèi)的鈣穩(wěn)態(tài)主要是通過(guò)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)來(lái)保持的。內(nèi)質(zhì)網(wǎng)鈣流動(dòng)的機(jī)制主要有:鈣誘導(dǎo)的鈣釋放[主要通過(guò)ryanodine(RyR)受體],激活代謝受體通過(guò)三磷酸肌醇誘導(dǎo)的鈣釋放(主要通過(guò)三磷酸肌醇受體IP3R)和通過(guò)肌漿網(wǎng)鈣泵的鈣攝取。通過(guò)以上調(diào)控,共同維持內(nèi)質(zhì)網(wǎng)內(nèi)鈣離子的動(dòng)態(tài)平衡。第十四頁(yè)，共二十六頁(yè)。整理ppt內(nèi)質(zhì)網(wǎng)鈣流動(dòng)機(jī)制圖第十五頁(yè)，共二十六頁(yè)。整理ppt2.1

Ca2+與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激途徑的凋亡

病毒感染、組織缺氧、缺血和生長(zhǎng)因子剝奪等都可能引起內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上鈣離子通道的改變,從而造成內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔內(nèi)鈣穩(wěn)態(tài)的改變,出現(xiàn)鈣剝奪或鈣超載從而影響內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的功能,破壞蛋白質(zhì)合成、翻譯和折疊,從而產(chǎn)生未疊和錯(cuò)疊蛋白,內(nèi)質(zhì)網(wǎng)處理不了過(guò)多的未疊和錯(cuò)疊蛋白就會(huì)產(chǎn)生內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激(ERstress)。內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激可以激活凋亡通路。第十六頁(yè)，共二十六頁(yè)。整理ppt2.2

Ca2+與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)相關(guān)的凋亡

當(dāng)Ca2+從內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中被釋放入細(xì)胞質(zhì)后會(huì)激活內(nèi)質(zhì)網(wǎng)附近的鈣調(diào)蛋白分解酶(calpain),它可以作用于caspase-12使之活化并釋放入細(xì)胞質(zhì)，誘發(fā)細(xì)胞凋亡。鈣離子是聯(lián)系內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和線粒體功能的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。當(dāng)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激發(fā)生大量鈣離子釋放時(shí),線粒體由于其膜電勢(shì)梯度攝取鈣離子,而線粒體的鈣超載是能看出重要的凋亡因素。此外，從內(nèi)質(zhì)網(wǎng)內(nèi)釋放的Ca2+可以通過(guò)激活Ca2+/鈣聯(lián)蛋白調(diào)節(jié)的鈣調(diào)神經(jīng)磷酸酶(calcineurin),使得前凋亡蛋白Bad去磷酸化,并使Bad與其抑制蛋白解離,然后轉(zhuǎn)移到線粒體進(jìn)而激發(fā)細(xì)胞色素C的釋放,從而導(dǎo)致細(xì)胞的凋亡。參與Ca2+與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)有關(guān)的凋亡過(guò)程的分子還有很多,但最終的結(jié)果都是細(xì)胞凋亡的產(chǎn)生。第十七頁(yè)，共二十六頁(yè)。整理ppt(三)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上BCL-2家族參與細(xì)胞凋亡

Bcl-2家族成員參與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)凋亡與抗凋亡過(guò)程,根據(jù)結(jié)構(gòu)和功能可分為三類:1)具有抗凋亡作用的Bcl-2,Bcl-XL等;2)感受觸發(fā)凋亡的BH3單結(jié)構(gòu)域成員主要位于線粒體上,但Bik,Bim和Noxa等單結(jié)構(gòu)域成員在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上也存在;3)多結(jié)構(gòu)域成員Bax和Bak也在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上被發(fā)現(xiàn)。內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上Bcl-2家族中抑凋亡的蛋白那么可以調(diào)節(jié)網(wǎng)腔中游離Ca2+濃度,使胞質(zhì)中的Ca2+維持在適宜的濃度水平,進(jìn)而起到抗凋亡的作用。非應(yīng)激時(shí)，位于內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜上的促凋亡蛋白Bax和Bak與抗凋亡蛋白Bcl-2結(jié)合而處于無(wú)活性狀態(tài)．ER應(yīng)激激活CHOP蛋白和JNK激酶．二者均可以削弱Bcl-2的抗凋亡功能．從而誘導(dǎo)ER膜上Bax和Bak構(gòu)象變化并寡聚化最終導(dǎo)致ER膜完整性的破壞和Ca的外流。第十八頁(yè)，共二十六頁(yè)。整理ppt二．內(nèi)質(zhì)網(wǎng)凋亡與神經(jīng)系統(tǒng)疾病

內(nèi)質(zhì)網(wǎng)憑借著其龐大的膜結(jié)構(gòu)根底,既可以通過(guò)特有的Ire-1α、Caspase-12、鈣離子等獨(dú)立引發(fā)凋亡,也可以通過(guò)與線粒體等細(xì)胞器相互交通共同調(diào)節(jié)細(xì)胞凋亡,在多種疾病的發(fā)生開展中起作用。文獻(xiàn)報(bào)道內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激與心血管系統(tǒng)疾病如動(dòng)脈粥樣硬化、心力衰竭的開展及糖尿病、肝病等的發(fā)生。而在某些神經(jīng)系統(tǒng)疾病的發(fā)生開展中內(nèi)質(zhì)網(wǎng)也發(fā)揮著總要的作用。第十九頁(yè)，共二十六頁(yè)。整理ppt2.1阿爾茨海默病(Alzheimer’sdisease，AD)

阿爾茨海默病(Alzheimer’sdisease，AD)是一種常見(jiàn)的神經(jīng)系統(tǒng)變性疾病，其標(biāo)志性病理變化是神經(jīng)元和突觸的喪失，細(xì)胞外神經(jīng)突斑(老年斑)形成其中含有β-淀粉樣多肽或蛋白、變性的神經(jīng)元成分。淀粉樣β-蛋白(Aβ)的聚集被認(rèn)為是AD發(fā)病機(jī)制的核心，而內(nèi)質(zhì)網(wǎng)固有蛋白早老素控制β-淀粉樣多肽的合成。早老素基因突變是家族性阿爾茨海默病的重要特征,早老素的異常表達(dá)不僅可導(dǎo)致細(xì)胞對(duì)Ca2+濃度的紊亂、氧化應(yīng)激、缺氧等凋亡刺激的易感性增加，并且對(duì)ER應(yīng)激的易感性也增加，并下調(diào)Grp78,參與早期阿爾茨海默病的發(fā)生。第二十頁(yè)，共二十六頁(yè)。整理ppt2.2帕金森病(Pakinson’sdisease,PD)

年齡的老化、遺傳和環(huán)境因素是發(fā)病的主要病因,這些因素導(dǎo)致胞漿內(nèi)α-突觸核蛋白α-synuclein的錯(cuò)誤折疊和聚集,使得內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激以幫助未疊和錯(cuò)疊蛋白正確折疊減少不溶的α-synuclein的產(chǎn)生，而過(guò)度應(yīng)激而引起多巴胺能神經(jīng)元的凋亡，引發(fā)帕金森病的發(fā)生。第二十一頁(yè)，共二十六頁(yè)。整理ppt2.3Huntnington病與Prion病

HD是一種常染色體顯性并完全外顯形式遺傳由(CAG)n片斷擴(kuò)增引起。HD基因編碼一個(gè)很大含有多谷胺酸片斷的蛋白，HD蛋白的聚集可引起氧化應(yīng)激、ERS及線粒體功能障礙最終導(dǎo)致細(xì)胞死亡。近來(lái)有人發(fā)現(xiàn),Huntingtin的基因突變影響細(xì)胞內(nèi)鈣的代謝并使ER膜上的IP3受體致敏。Prion病即傳播性海綿狀腦病(transmissiblespongiformencephalopathy,TSE)其病理特征是由于基因突變使錯(cuò)誤折疊的和抵抗蛋白酶體的阮病毒蛋白聚集在大腦。在TSE腦組織中膠質(zhì)反響增加、神經(jīng)元出現(xiàn)廣泛凋亡、腦組織出現(xiàn)海綿樣變性。最近有研究說(shuō)明,ER應(yīng)激可削弱阮病毒蛋白合成后的ER易位(translocation)和修飾,使胞質(zhì)中未修飾的阮病毒蛋白聚集,從而增加了阮病毒蛋白的細(xì)胞毒性。第二十二頁(yè)，共二十六頁(yè)。整理ppt

2.4缺