细胞凋亡与疾病ppt课件.ppt

第九章,细胞凋亡与疾病,APOPTOSISANDDISEASE,1,死亡是生命的普遍现象，但细胞死亡并非与机体死亡同步。正常的组织中也发生细胞死亡，它是维持组织机能和形态所必需的。,2,第一节概述,3,apoptosis,4,5,细胞死亡的方式,细胞坏死细胞凋亡细胞程序性死亡,6,是细胞受到急性强力伤害时立即出现的反应早期表现为细胞膜破坏，线粒体肿胀溶酶体破裂,细胞内容物流出,引起炎症,（一）细胞坏死(necrosis),7,由Kerr（1972年）最先提出细胞凋亡的概念：由体内外因素触发细胞内预存的死亡程序而导致的细胞死亡过程细胞凋亡的特点：细胞通过出芽的方式形成许多凋亡小体；凋亡小体内有结构完整的细胞器；溶酶体活性不增加内切酶活化，DNA片断化，凝胶电泳图谱呈梯状,（二）细胞凋亡(apoptosis),8,细胞程序性死亡（programmedcelldeath，PCD）是一种基因指导的细胞自我消亡方式。PCD和细胞凋亡的区别在以下方面：PCD是功能性概念，凋亡是形态学概念。PCD的最终结果是细胞凋亡，但细胞凋亡并非都是程序化的。PCD存在于胚胎发育过程中。,（三）细胞程序性死亡,9,细胞凋亡与细胞坏死的比较(一),10,细胞凋亡与细胞坏死的比较(二),11,12,生理性细胞凋亡的作用,确保正常发育、生长在器官、组织的形成、成熟中发挥作用(细胞团具备复杂结构的组织器官),多余细胞的清除,13,生理性细胞凋亡的作用,维持内环境的稳定清除受损、衰老和突变的细胞(针对自身抗原T细胞的清除、子宫内膜周期性剥脱)发挥积极的防御作用,病毒DNA,14,第二节细胞凋亡的过程与调控,15,一、细胞凋亡的过程,cAMPCa2+神经酰胺,凋亡诱因,凋亡信号转导,凋亡基因激活,细胞凋亡,凋亡细胞清除,受体,死亡信号,DNase活化Caspases活化DNA片断凋亡小体形成,巨噬细胞吞噬、分解,16,二、凋亡时细胞的主要变化,细胞凋亡的形态学改变微绒毛消失脱水空泡化(blebbing)固缩(condensation)出芽(budding)染色质边集(margination)凋亡小体(apoptosisbody),17,凋亡细胞形态学改变,18,细胞凋亡的生化改变,DNA片断化,caspase激活,灭活凋亡抑制物,水解活性蛋白,水解结构蛋白,19,三、细胞凋亡的调控,细胞凋亡相关因素,诱导性因素,大量糖皮质激素淋巴细胞凋亡射线/高温/强酸/强碱/乙醇/抗癌药物CTL分泌粒酶HIVCD4+细胞凋亡,20,抑制性因素,细胞因子(IL-2/NGF),激素(ACTH/睾丸酮/雌激素),金属阳离子(Zn2+),药物(苯巴比妥/半胱氨酸酶抑制剂),病毒EB病毒/牛痘病毒,细胞凋亡相关因素,21,细胞凋亡信号的转导信号转导特点：多样性耦联性同一性多途性,22,胞内Ca2+信号系统cAMP/PKA信号系统Fas蛋白/Fas配体信号系统神经酰胺信号系统二酰甘油/PKC信号系统酪氨酸蛋白激酶(PTK)信号系统,凋亡信号转导系统,23,腺苷酸环化酶钙调素Ca2+cAMP谷氨酰胺转移酶PKA转录因子,神经酰胺SPPAP-1S期(抗凋),caspaseH1组蛋白,MAPKMAPKKRaf-1RasPTK,分化,PKC二酰甘油,Tc-R,糖皮质激素,24,凋亡相关基因,Bcl-2(Bcelllymphoma/leukemia-2)主要分布于线粒体内膜、细胞膜内表面、核膜及部分内质网中。广泛存在于造血细胞、上皮细胞、淋巴细胞、神经细胞及多种瘤细胞,25,Bcl-2抑制细胞凋亡,抗氧化促凋亡蛋白释放(细胞色素C、AIF)促凋亡蛋白Bax/Bak的细胞毒作用凋亡蛋白酶(caspases)激活维持细胞钙稳态,凋亡相关基因,26,P53,野生型P53(wtP53)诱导凋亡，突变后抑制凋亡wtP53在G1期发挥卡点功能有缺陷DNACIP表达启动修复失败启动凋亡CIP-cyclindependentkinaseinteractingprotein-1P53=molecularpoliceman?,凋亡相关基因,27,c-myc,bcl-x,促进增殖c-myc(转录调节因子)诱导凋亡Bcl-XL抑制凋亡Bcl-xBcl-Xs促进凋亡,凋亡相关基因,GF,28,第三节细胞凋亡的发生机制,29,一、氧化损伤,氧自由基DNA损伤P53基因DNA损伤活化聚ADP核糖转移酶，引起NAD耗竭，ATP膜损伤：过氧羟基24碳四烯酸诱导,30,氧化应激,激活Ca2+/Mg2+依赖的核酸内切酶，膜发泡膜透性，Ca2+内流活化NF-B和AP-1，加速凋亡相关基因表达,31,二、钙稳态失衡,TNF/抗CD3抗体-钙依赖性细胞凋亡激活Ca2+/Mg2+依赖的核酸内切酶，降解DNA链激活谷氨酰胺转移酶，酰基转移，共价键，骨架蛋白分子间交联，凋亡小体形成激活与凋亡有关的核转录因子促使核小体间酶切位点暴露,32,三、线粒体损伤,超微结构基本正常，功能明显：线粒体内膜通透性跨膜电位（m）能量合成明显,33,线粒体mPTP开放Apaf+Cyt.C,AIF,Caspase抑制剂,Caspase9活化,Caspase-3活化,蛋白质水解,核酸内切酶激活,DNA断裂,Bcl-2,Ca2+,34,氧化损伤,钙稳态失衡,线粒体损伤,恶性网络假说(deleteriousnetworkhypothesis),细胞凋亡,35,第四节细胞凋亡与疾病,36,一、细胞凋亡不足,肿瘤抑制凋亡基因过度表达Bcl-2基因表达(前列腺癌、结肠癌)促凋亡基因突变或缺失wtP53基因突变(小细胞肺癌、非小细胞肺癌),37,自身免疫病胸腺负选择机制失调,T细胞在胸腺发育过程中的正负选择正选择：与非已抗原-MHC抗原结合的TCR的单阳性细胞保留存活，进入外周T细胞库负选择：与自身抗原-MHC抗原结合的TCR的双阳性细胞通过细胞凋亡被清除负选择失调多发性硬化症、胰岛素依赖性糖尿病、慢性甲状腺炎,细胞凋亡不足,38,二、细胞凋亡过度,心血管疾病心肌缺血-再灌注损伤缺血早期-凋亡为主梗死灶周边-凋亡为主轻度缺血-凋亡为主发生缺血-再灌注损伤较单纯缺血凋亡严重心力衰竭氧化应激/压力、容量负荷/神经-内分泌失调/TNF/缺血/缺氧心肌细胞凋亡,机制氧化应激：SOD可减轻受体Fas上调：FasL反应P53激活:卡点作用,39,神经元退行性疾病,阿尔茨海默氏病(Alzheimersdisease,AD)-淀粉样蛋白/钙超载/氧化应激/NGF神经元凋亡帕金森氏症(Parkinsonsdisease)多发性硬化症,细胞凋亡过度,40,病毒感染,AIDS,细胞凋亡过度,41,42,三、细胞凋亡不足与过度并存,动脉粥样硬化,43,第五节细胞凋亡与疾病防治,44,一、合理利用凋亡因素,低剂量照射急性T细胞性白血病TNF-白血病细胞株U937高温(43)肿瘤NGF老年性痴呆撤除雄激素前列腺癌,45,二、干预凋亡信号转导,阿霉素Fas/FasL表达肿瘤细胞凋亡SPP用于凋亡过度疾病(AIDS、老年性痴呆),46,三、调节凋亡相关基因,基因转移wtP53P53基因突变肿瘤细胞基因封闭反义寡核苷酸bcl-2表达,47,四、控制凋亡相关酶的活性,核酸内切酶和caspasesCa2+载体/阻断剂核酸内切酶活性/Zn2+caspases活性,48,五、