细胞周期实用PPT课件PPT课件

1、 概述： 细胞是机体内最基本的结构和功能单位 细胞的生长和增殖形成了生物体的生长繁衍 细胞的异常增殖可能导致机体的疾病第1页/共53页 【 细胞增殖】 细胞分裂和生长的过程 细胞通过分裂进行增殖，把遗传信息传给子代，保持物种的延续和数量增多 细胞增殖、分化不良 组织器官发育不全 细胞增殖、分化不全(低分化、去分化或逆分化) 肿瘤发生第2页/共53页细胞细胞周期周期第3页/共53页 【 细胞周期】（ Cell cycle） Cell cycle is defined as a period from the end of one division to the beginning of next

2、 division of a proliferative cell. 细胞周期分期 G1SG2M G1期：DNA合成前期（RNA和蛋白质合成)Interphase S期：DNA合成期(DNA复制、组蛋白和非组蛋白合成） G2期：分裂前期（微丝、微管蛋白，成熟因子等合成）M phase M期：分裂期第4页/共53页第5页/共53页三类细胞： 持续分裂细胞(continuously dividing cell)： 肿瘤细胞，表皮，呼吸、消化、生殖道粘膜上皮，淋巴造血细胞、间皮细胞 不分裂细胞 ( nondividing cell)： 神经元、骨骼肌、心肌细胞 静止细胞 (quiescent cel

3、l) （ G0期） 腺体或腺样器官的实质细胞、间叶细胞：肝细胞等第6页/共53页 细胞周期的调控 （Regulation of the cell cycle）第7页/共53页细胞周期素（Cyclin）细胞周期素依赖性激酶（Cyclin-dependent kinase, CDK) 细胞周期调控机制的核心细胞周期素依赖性激酶抑制剂（CDK inhibitor, CKI)1 、细胞周期自身调控机制、 第8页/共53页第9页/共53页 Cyclins主要通过泛素化降解 泛素由76个氨基酸组成，广泛存在于真核细胞。共价结合泛素的蛋白质被蛋白酶体识别和降解。 泛素蛋白质降解的蛋白质第10页/共53页Cy

4、clins的作用： 激活CDK, 决定 CDK何时将何种底物磷酸化而推动细胞周期进行第11页/共53页 CDK: 一组丝氨酸 /苏氨酸蛋白激酶 CDK1、CDK2、CDK3、CDK4、CDK5、CDK6、CDK7 CDK与Cyclin结合形成复合物，磷酸化而激活 控制G1期：CDK4、CDK6、CDK2 控制S和G2期： CDK2 控制M期： CDK1第12页/共53页Cdk1第13页/共53页(PRb)第14页/共53页细胞在生长因子的刺激下，G1期cyclin D表达，并与CDK4、CDK6结合，使下游的蛋白质如Rb磷酸化，磷酸化的Rb释放出转录因子E2F，促进许多基因的转录，如编码cyc

5、linE、A和CDK2的基因。第15页/共53页cdc25第16页/共53页第17页/共53页Thr14、Tyr15抑制部位去磷酸化CAK： CDK活化激酶（CDK activation ）使 CDK1的Thr161部位磷酸化第18页/共53页第19页/共53页第20页/共53页 -校验点系统通过促进抑制通路或抑制激活通路使细胞周 期停止-校验点丢失可导致基因组的不稳定 正常细胞转化为 肿瘤细胞第21页/共53页CiplCipl第22页/共53页 一个蛋白激酶结合在损伤的DNA上，激活Chk1（checkpoint kinase）,Chk1使Cdc25失活，使其不能活化cdc2，导致细胞周期中

6、断。 MPF：mitosis promoting factorCDC25为一种磷酸酶Cdc2基因的产物为CDK1 ，Cdc2为启动有丝分裂所必须第23页/共53页EGF、IGF、IL生长因子通过ras途径，激活MAPK，MAPK进入细胞核内，促进细胞增殖相关基因的表达。如通过一种未知的途径激活c-myc，myc作为转录因子促进cyclin D、E2F等G1-S有关的许多基因表达，细胞进入G1期 第24页/共53页 第25页/共53页3 细胞周期相关的癌基因和抑癌基因癌基因 sis癌基因 编码PDGF，可刺激具有该受体的肿瘤细胞增殖 fms癌基因 编码CSF-1受体中一条肽链 CSF-1刺激骨髓

7、细胞增殖第26页/共53页 ras癌基因 编码细胞膜上单链鸟苷酸结合蛋白-小G蛋白 当信号从细胞膜传到ras蛋白 raf蛋白（具有丝氨酸、苏氨酸蛋白激酶活性）活化MAPK (Mitogen activated protein kinase)磷酸化，促进细胞周期 N: Ras-GTP激活下游信号分子 Ras 蛋白具GTPase活性, 能水解结合的GTP，灭活Ras蛋白活性 ras点突变，失去 GTPase活性，使Ras蛋白活性长期保持第27页/共53页 myc癌基因 编码一种核内DNA结合蛋白（起转录因子作用），促进一些细胞分裂所需基因的转录 c-jun和c-fos癌基因 编码转录因子AP-1的

8、亚基，AP-1能调节许多基因转录，参与细胞增殖调节 N:只在有丝分裂元刺激后短暂表达第28页/共53页抑癌基因 抑癌基因表达产物 CDK抑制物： P15、P16、P21、P27等 抑制细胞周期的蛋白： P53、Rb 抑癌基因突变后，不表达或表达无功能的产物，失去对细胞增殖的抑制作用，使细胞出现过度增殖第29页/共53页细胞周期异常与疾病 细胞过度增殖或不足的本质是细胞周期调控异常。 -细胞周期的驱动失控（Cyclin、CDK和CKI表达异常） -监控（检查）机制受损（The impairment of checkpoint system）第30页/共53页第31页/共53页恶性肿瘤细胞增殖异常

9、机制 肿瘤细胞最显著的特点 生长失控和幼稚化（不分化） 细胞不进入G0期，持续处于细胞周期第32页/共53页1细胞周期驱动机制失控 Cyclins过表达（Overexpression of cyclins） 多种肿瘤cyclinD1、cyclinE过表达 基因扩增 Cyclin D1（Bcl-1）过表达的主要原因 乳腺癌、胃癌、食管癌存在Cyclin D1基因扩增过度第33页/共53页第34页/共53页第35页/共53页第36页/共53页第37页/共53页 第38页/共53页第39页/共53页 第40页/共53页 第41页/共53页第42页/共53页检测细胞增殖活性的常用方法 核分裂计数 高倍

10、视野法（high power fields, HPF)： 400倍放大，10视野 单位面积核分裂像更具可比性 核分裂指数(mitotic index, MI) 显微镜目镜放置网格测微尺/计算机软件辅助分析第43页/共53页第44页/共53页第45页/共53页免疫组织化学法 Ki67抗体: 所测抗原只表达于G1、G2、M和S期细胞，不表达于G0期细胞 第46页/共53页 PCNA抗体(proliferating cell neuclear antigen) 36KD高度保守分子，是DNA多聚酶的辅助因子。不表达于G0期细胞 周期素A、B、C、D和E，周期素依赖性激酶CDK检测 细胞增殖的辅助标记

11、第47页/共53页 DNA含量测定： 胸腺嘧啶标记（thymidine labelling) 溴脱氧鸟核甙掺入(bromodeoxyuridine incorporation) 放射性核素3H或32P标记胸腺嘧啶或鸟核苷加入培养的细胞液一段时间后，检测细胞的3H或32P的含量，从而了解细胞的DNA合成情况 第48页/共53页流式细胞术（flow cytometry) 碘化丙锭（PI）可使细胞DNA和RNA同时染色，细胞经PI染色后，FCM分析可获得DNA直方图，该直方图可显示细胞周期中各期细胞（G0/G1 、S 、G2/M期)百分比 第49页/共53页第50页/共53页 以5-溴脱氧尿嘧啶核苷(BrdUrd) 掺和到DNA中，FC