1、.,1,第一講： 介導(dǎo)細胞凋亡的信號通路,.,2,課題內(nèi)容： 1、細胞凋亡的概念 2、細胞凋亡的生物學(xué)特征 3、細胞凋亡的過程及機制 （介導(dǎo)細胞凋亡的信號通路，重點講： 線粒體介導(dǎo)的細胞凋亡途徑 ）,.,3,一、概念： 細胞凋亡是指為維持內(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 （programmed cell death，PCD）,.,4,細胞凋亡與壞死的區(qū)別,.,5,.,6,凋亡時細胞的形態(tài)學(xué)改變,空泡化,固縮,出芽,邊集,凋亡小體,1、形態(tài)學(xué)特征：,二、 細胞凋亡的生物學(xué)特征,.,7,2、生化特征：,胞漿內(nèi)Ca2+濃度升高。

2、DNA內(nèi)切酶活性被激活升高，雙鏈DNA在 核小體之間切斷形成10185bp為基數(shù)的有序 片段。 型谷氨酰胺轉(zhuǎn)移酶和需鈣蛋白酶（ Calpain）活性升高。,.,8,細胞凋亡的生化改變,DNA的片段 化斷裂 蛋白質(zhì)的降解,典型凋亡細胞DNA瓊脂糖凝膠電泳（呈現(xiàn)梯狀條帶）,.,9,三、細胞凋亡的過程及機制,接受凋亡信號 凋亡調(diào)控分子間的相互作用 蛋白水解酶（caspases）的活化 凋亡的級聯(lián)反應(yīng),.,10,重點：介導(dǎo)細胞凋亡的信號通路機制,信號通路 （哺乳動物）,受體介導(dǎo)的細胞凋亡途徑 傳統(tǒng)信號介導(dǎo) 線粒體介導(dǎo) 其他介導(dǎo)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”

3、，也是細胞凋亡的又一“戰(zhàn)場”。,.,11,.,12,線粒體控制細胞死亡的證據(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（proapoptotic effectors）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-free system）已分離出一些線粒體蛋白，它們具有水解酶（如caspase和nuclease）活性。,.,13,線粒體介導(dǎo)的細胞凋亡途徑,一、關(guān)鍵分子： cytc （細胞色素C）,幻燈片25,細胞色素C的釋放是凋亡發(fā)生的關(guān)鍵事件， 也是線粒體

4、參與凋亡的主要方式,.,14,線粒體外膜 通透性增高,胞質(zhì)中出現(xiàn)Cyt C,與細胞漿中成分作用,激活caspases,誘導(dǎo)細胞凋亡的發(fā)生 如染色質(zhì)濃縮和核碎裂,.,15,cytc釋放的具體機制有兩種途徑：,（一）、線粒體釋放cyto c , 受Bcl-2 蛋白 家族調(diào)控 幻燈片 32,1、Bcl-2、Bcxl 與VDAC結(jié)合,通道關(guān)閉; （備注：VDAC 是外膜離子通道， 也是cyto c 釋放的通道） 2、 Bax、Bak 能加速VDAC 開放, cytc釋放。,.,16,細胞凋亡的兩條通路：膜受體通路、線粒體通路,.,17,3. P53與細胞凋亡（腫瘤抑制基因） P53的產(chǎn)物主要存在于細胞

5、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。,.,18,.,19,4、活性氧（ROS）的生成增加、 Ca 2+內(nèi)流增加也以促進Cyt C的釋放 ， 從而導(dǎo)致細胞損傷。,.,20,二、線粒體通透性轉(zhuǎn)換孔(PTP) 開放,線粒體通透性 轉(zhuǎn)換孔(PTP) 開放,膜電位崩潰、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

6、,誘導(dǎo)細胞凋亡,.,21,.,22,三、線粒體介導(dǎo)的細胞凋亡的其他途徑：,1、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（death promoting factor） 即死亡促進因子。 3、釋放氧自由基 4、線粒體膜滲透性改變，線粒體內(nèi)高滲 狀態(tài)細胞骨架蛋白受壓凋亡,.,23,知識拓展：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　⑩艺畈《静?細胞凋亡增多有關(guān)的疾病 艾滋?。?神經(jīng)變性性疾病：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

7、性疾病,.,24,各抒己見：,如何辯證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？,.,25,謝謝,.,26,一、死亡受體的信號途徑,參與死亡受體信號轉(zhuǎn)導(dǎo)的接頭蛋白： （死亡結(jié)構(gòu)域蛋白death domain protein） 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,.,27,細胞凋亡的膜受

8、體通路,FASL+FAS +FADD 凋亡誘導(dǎo)復(fù)合物（DISC） 胞質(zhì)中游離的caspase8聚集到這個復(fù)合物上 細胞有足夠caspase8 細胞caspase8濃度不夠 死亡受體活化， 切割Bid tBid從胞質(zhì)到線粒體 細胞凋亡 CtyC 釋放,.,28,二、傳統(tǒng)傳統(tǒng)信號介導(dǎo)的細胞凋亡,1、G蛋白信號途徑： 2、cAMP信號途徑： 3、酶蛋白信號通路： 4、Ca2+濃度與細胞凋亡：,.,29,Mitochondria in Apoptosis,.,30,四、其他途徑： 1、T細胞受體信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑。 2、粘附因子與細胞凋亡。 3、活性氧與細胞凋亡。 4、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)介導(dǎo)的細胞凋亡。,.,31,cy

9、tc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。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。 幻燈片 13,.,32,備注： Bcl-2 蛋白家族的三級結(jié)構(gòu)分析顯示,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,.,33,.,34,1、Bcl-2 如在線粒體外膜上高表達,一方面 與Bid、Bax 結(jié)合,抑制cyto c 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m ,減少活性氧 生成,抑制凋亡。 幻燈片 15,.,35,2、在細胞存活狀態(tài)下,Bax 以BH3 結(jié)構(gòu)域 與Bcl-2 及B