细胞骨架和神经退行性疾病.pptx

细胞骨架和神经退行性疾病,帕金森病、运动神经元病（渐冻症）、老年痴呆,细胞生物学,临床五年 1503班 严梦祺,细胞骨架概述,细胞骨架（cytoskeleton）是指真核细胞中蛋白质纤维网架，它对于细胞的形状，细胞的运动，细胞内物质的运输，细胞分裂时染色体的分离和胞质分裂等均起着重要作用。 细胞骨架由微管（MT）、微丝(MF)、中间纤维(IF)构成。微管主要存在于细胞器中，控制着膜性细胞器的定位和胞内物质的运输;微丝又称肌动蛋白丝，参与细胞运动和分裂，同时参与肌肉的收缩；中间纤维是骨架纤维中最坚韧持久的，为细胞提供机械强度支持和参与细胞分化。,细胞骨架与帕金森病（Parkinsons disease,PD）,帕金森病起病隐袭，进展缓慢。首发症状通常是一侧肢体的震颤或活动笨拙，进而累及对侧肢体。临床上主要表现为静止性震颤、运动迟缓、肌强直和姿势步态障碍。近年来人们越来越多的注意到抑郁、便秘和睡眠障碍等非运动症状也是帕金森病患者常见的主诉，它们对患者生活质量的影响甚至超过运动症状。 帕金森病是人类常见的神经退行性疾病之一，最主要的病理改变是中脑黑质多巴胺（dopamine, DA）能神经元的变性死亡，由此而引起纹状体DA含量显著性减少而致病。遗传因素、环境因素、年龄老化、氧化应激等均可能参与PD多巴胺能神经元的变性死亡过程。 维生素E、辅酶Q10以及鱼油等可能对 神经元有一定的保护作用。,黑质多巴胺（DA）能神经元有很多长轴突，轴突占细胞体积95%，含有大量微管。微管的解聚可以扰乱小囊泡的运输，导致囊泡在胞体中的聚集，使神经递质大量渗漏，在多巴胺能神经元中，外渗的多巴胺从小泡到细胞溶质极大地增加了由多巴胺氧化引起的氧化应激，进一步可导致细胞死亡。而长轴突末端没有快速合成缺失的微管的功能。,我们身体中Parkin蛋白可维持多巴胺能神经元的正常功能。微管蛋白的合成需要经过复杂的折叠反应，可能会发生错误的折叠，Parkin蛋白通过和E3连接酶的结合可以泛素化这些错误折叠的蛋白质，进而加速它们被蛋白酶的降解。 Parkin基因突变发生后会丧失这个功能。,细胞骨架与运动神经元病（渐冻症）,肌萎缩侧索硬化（ALS）也叫运动神经元病（MND），我国通常将肌萎缩侧索硬化和运动神经元病混用。它是上运动神经元和下运动神经元损伤之后，导致包括球部（所谓球部，就是指的是延髓支配的这部分肌肉）、四肢、躯干、胸部腹部的肌肉逐渐无力和萎缩。 早期症状轻微，易与其他疾病混淆。患者可能只是 感到有一些无力、肉跳、容易疲劳等一些症状，渐渐 进展为全身肌肉萎缩和吞咽困难。最后产生呼吸衰竭。 渐冻人症暂时无因可寻，无药可治。患者的预期寿命 平均为 3 至 5 年，也有约 20% 的病人可以存活超过 5 年，5% 的病人存活超过 20 年。例如著名物理学 家史蒂芬 霍金，他已经与该病斗争了 40 多年。,在ALS 患者的脊髓运动神经中发现富集神经纤维的内涵体。 研究发现，神经微丝蛋白异常磷酸化及他在神经元核周及近端轴索的异常聚集是ALS的早期病理特征。神经丝是运动神经元的重要细胞骨架成分，维持细胞结构的完整性，在保持轴索直径和轴浆运输方面有重要作用。神经丝蛋白的异常聚集对ALS的研究机理和治疗有重要意义。 另外，细胞骨架蛋白调节囊泡转运也与运动神经元病有关联。运动神经元的退化与动力蛋白复合物功能异常和轴突逆向运转受损有关。 动力蛋白使轴突内囊泡的逆向转运受损，使运动神经元退化，显微镜下退化神经元中包含内涵体，与临床诊断相符合,细胞骨架与老年痴呆,老年痴呆症即阿尔兹海默病（Alzheimers disease，AD)是老年人最常见的一种大脑慢性退行性变性疾病。临床表现为不同程度的记忆力丧失，语言困难，定向力障碍，认知力降低，人格及行为和情感活动异常，进行性智力障碍。以至于生活不能自理，完全呆傻，最后全身衰竭，并发感染而亡。 主要病理特征是大脑皮层和海马区出现大量淀粉样老年斑沉积、神经元纤维缠结及神经元和突触丢失。 -淀粉样蛋白（A)是老年斑的主要成分，在AD发病中起关键作用。A具有神经毒性能损伤碱能神经元，引起神经细胞凋亡，产生过氧化损伤，激发炎症反应等。 A是各种细胞代谢过程中的正常产物，并保持产生和降解的平衡，可溶性的A没有神经毒性，当A聚集成片层结构时可诱导神经细胞凋亡。 目前来看，A沉积的原因复杂尚未有准确原因。,A带来的脑内的炎症反应。激活星胶质细胞和小胶质细胞释放炎症细胞因子，如细胞白介素-1，一氧化氮等。细胞白介素-1又能使细胞骨架蛋白中神经丝蛋白生成异常，损伤神经元的功能。 神经元纤维缠结为第二个病理特征，主要是由异常的细胞骨架组成的神经元内包涵体（在锥形细胞中呈火舌样，在脑干细胞中呈线球样）。,线粒体与神经退行性疾病,近年来，人们对神经退行性疾病的机制做了大量研究，发现之所以引起神经元死亡是由于线粒体机能障碍、氧化应激、兴奋性毒性、炎症及细胞凋亡等所致。 虽然机制涉及众多方面，但线粒体功能障碍、能量代谢异常，已成为公认的早期病理现象，已日益受到人们的关注。线粒体功能异常会引发上述一系列相互作用的损伤过程，从而导致或加速神经退行性疾病的发生或恶化。 线粒体主要从线粒体能量代谢障碍、氧化应激、细胞凋亡三个方面影响神经退行性疾病。 线粒体能量代谢障碍：线粒体的主要功能是通过氧化磷酸化以ATP的形式为生命活动提供能量。线粒体能量代谢发生障碍，必然导致ATP产量下降，能量供应不足，继而发生一系列后续反应如组成细胞骨架的蛋白和脂质降解、细胞内外离子失衡等，从而使细胞结构破坏、功能下降，甚至发生不可逆性的病理改变，在脑组织中这种影响尤为明显，这是因为大脑重量虽然仅占身体重量的2%，但耗氧量却占全身总耗氧量的25%。,氧化应激：在生理条件下，线粒体内存在有效的抗氧化机制，产生的ROS能及时被清除，ROS处在动态的产生和清除的平衡之中。当衰老或发生疾病时，这种平衡被打破，体内的ROS大量聚集。线粒体是ROS产生的主要场所，也是ROS作用的重要靶部位，当产生和清除平衡打破后，就会形成恶性循环。在PD、AD和ALS等神经退行性疾病的病理情况下，出现退行性病