内皮细胞凋亡和抗血管新生治疗培训课件

目录凋亡（apoptosis）血管新生（angiogenesis）内皮细胞凋亡与抗血管新生治疗apoptosis概述凋亡过程与调控发生机制凋亡与疾病(一)细胞凋亡(apoptosis)第一节概述★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。apo-ptosis离开落下PCD（programmedcelldeath）一.细胞凋亡的研究历史1.

凋亡概念的形成和形态学的研究(1972）

1972年Kerr等在英国癌症杂志发表论文，首次提出细胞凋亡(apoptosis)的概念。宣告了对细胞凋亡的真正探索的开始。2．DNA的降解和内源性核酸内切酶的参与(1987）3.蛋白质水解酶活化的研究(1995)4.细胞膜的变化(1997)5.线粒体的变化和分子生物学的研究(1998-)1)相关基因及调控

2）信号转导

3）各种分子及其相互作用及相互关系

4）疾病机制的阐明，以及新疗法的探索及问世。

二.概念

细胞凋亡是能量依赖的细胞内死亡程序活化而致的细胞自杀，由基因控制的细胞自主有序的主动死亡过程。

细胞程序性死亡（programmedcelldeath，PCD）

PCD最初是1956年发育生物学中提出的概念，是个功能性概念，强调的是其分子生物学和生理功能，一般指生理性细胞死亡。描述在一个多细胞生物体中某些细胞死亡是个体发育中的一个预定的，并受到严格程序控制的正常组成部分。细胞凋亡与坏死的区别

ProgrammedCellDeathinEukaryotes(二)细胞凋亡与坏死的区别★坏死凋亡1.性质病理性，非特异性,非遗传性生理性或病理性，特异性遗传性2.诱导因素强烈刺激（极端环境），随机发生较弱刺激，非随机发生3.生化特点被动过程，无新蛋白合成，主动过程，有新蛋白合成，不耗能耗能4.形态变化细胞结构全面溶解、破坏、胞膜及细胞器相对完整细胞肿胀细胞皱缩，核固缩5.DNA电泳弥散性降解，电泳呈均一DNA片段化（180-200bp）

DNA片状电泳呈“梯”状条带6.炎症反应溶酶体破裂，局部炎症反应溶酶体相对完整，局部无炎症反应7.凋亡小体无有8.基因调控无有apoptosis概述

确保胚胎发生、器官发育，调节细胞群体

维持内环境稳定

发挥积极的防御功能凋亡的生理意义凋亡的病理意义

器官功能障碍恶性肿瘤发生(三)凋亡的意义apoptosis概述凋亡过程与调控发生机制凋亡与疾病第二节细胞凋亡的过程与调控一、凋亡过程二、凋亡时细胞的主要变化三、凋亡的调控apoptosis凋亡过程与调控一、凋亡过程可大致分成4个阶段

凋亡信号转导

凋亡基因激活

凋亡的执行

凋亡细胞的清除信号转导凋亡诱导因素受体cAMPCa2+神经酰胺（第二信使）胞内信号转导途径激活凋亡程序死亡信号启动预定程序凋亡相关基因激活酶合成核酸内切酶激活Caspases激活DNA切割细胞解体凋亡基因激活执行凋亡清除apoptosis生化改变凋亡过程与调控二、凋亡时细胞的主要变化

形态学改变apoptosis（一）凋亡时细胞的形态学改变凋亡过程与调控细胞变圆微绒毛消失胞质浓缩空泡化凋亡小体

初期：核染色质高度浓缩凝集在核周边,边集细胞体积缩小中期：胞膜内陷出芽浓缩核裂解膜自行分割致死前期可逆期致死期不可逆期原期：邻近的上皮细胞、MΦ、瘤细胞等吞噬凋亡小体（二）细胞凋亡的生化改变apoptosis凋亡过程与调控1．DNA的片段化核酸内切酶切割核小体，形成180～200bp或成倍数的几个核小体长短的DNA片段细胞凋亡DNA的片段化2．和凋亡有关的两个酶DNaseCaspasesCa2+

、Mg2+Zn2+内源性促凋亡灭活细胞凋亡的抑制物（bcl-2）水解细胞的蛋白质结构在凋亡级联反应中水解相关活性蛋白Caspases种类及其底物新名称旧名底物Caspase-1ICEPro-IL-1β,PKC-δ,actin,pro-cas1,3Caspase-2ICH-1?Caspase-3CPP32/Yama/apopainPARP,Pro-cas6,9,DNA-PKcs,U1-70kDCaspase-4ICErel-Ⅱ/ICH-2Pro-IL-1β，Pro-cas1Caspase-5ICErel-Ⅲ?Caspase-6Mch2PARP,B1/B2,CCaspase-7Mch3／ICE-LAP3/CMH1PARPCaspase-8FLICE/MACH/Mch5PARPCaspase-9ICE-LAP6/Mch6PARPCaspase-10Mch4Pro-cas3,7PARP:poly(ADP-Ribose)polymerase此表摘自T1B5，1997，7：111apoptosis凋亡过程与调控信号TNF相关蛋白存活因素缺失化疗药物发育信号Caspases活化因子死亡受体细胞色素C释放Apaf-1FADD起始Caspase效应CaspaseCaspase-3（-6，-7）Caspase8（-10）Caspase-9执行凋亡（裂解凋亡调控因子，裂解看家蛋白，DNA断裂）Caspases的活化与级联反应apoptosis凋亡相关基因三、凋亡的调控凋亡的调控凋亡相关因素

凋亡信号的转导apoptosis细胞因子：IL-2，神经生长因子，IL-6,IL-4凋亡的调控（一）凋亡相关因素诱导性因素：激素和生长因子失衡:过多或过少理化因素：射线、高温、强酸、强碱，抗癌药免疫性因素：微生物学因素：细菌、病毒、毒素抑制性因素：某些激素:ACTH，性激素，CSFs，NGF某些癌基因或细胞凋亡相关基因:诱导因子细胞类型T细胞抗原受体胸腺细胞Fas/Apo激活胸腺细胞及其它细胞TNF-α

各种细胞细胞毒性T细胞溶解受感染细胞糖皮质激素淋巴细胞DNA损伤各种细胞谷氨酸神经细胞转化生长因子（TGFβ1）肝细胞细菌感染巨噬细胞诱导凋亡的因素抑制凋亡的因素细胞生长因子细胞类型各种细胞因子造血原始干细胞

IL-2T淋巴细胞抗原B细胞

IL-5嗜酸性粒细胞神经生长因子（NGF）神经元血小板源性生长因子（PDGF）胶质细胞雌激素，黄体酮乳腺，子宫平滑肌雄激素前列腺血清表达c-myc的纤维母细胞apoptosis（二）凋亡信号的转导凋亡的调控多途性：同一凋亡诱导因素可通过多条信号转导途径触发凋亡多样性：不同种类的细胞有不同的信号转导系统偶联性：死亡信号的转导系统与细胞增殖、分化过程中的信号转导系统在某些环节上有交叉、偶联

同一性：不同的凋亡诱导因素可通过同一信号转导途径触发凋亡凋亡诱导因素凋亡信号转导死亡程序激活apoptosis特点：凋亡的信号转导1.胞内Ca2+信号系统激活钙依赖的谷氨酰胺转移酶活化核转录因子，触发凋亡2.cAMP/PKA信号系统cAMP依赖的PKA激活，靶蛋白残基磷酸化，蛋白功能改变3.Fas/FasL信号系统Fas是跨膜蛋白，为TNF受体家族，与T细胞上的FasL结合，启动凋亡Fas诱发凋亡的方式：Fas配体＋Fas蛋白+神经鞘磷脂酶(SMase)神经鞘磷脂(SM)神经酰胺(CER)＋蛋白激酶DNA断裂细胞凋亡抗Fas抗体或TNF与Fas蛋白结合＋ICE样的Caspase组蛋白降解染色体松弛DNA链舒展酶切位点暴露Fas蛋白激活Ca2+信号系统传递死亡信息凋亡的信号转导4.神经酰胺（CER）信号系统神经鞘磷脂（SM）神经酰胺（第二信使）电离辐射TNF-αFas抗原GCapoptosisPLA2SMase丝／苏氨酸激酶(EGFR)丝／苏氨酸磷酸酶(CAPP)PKC底物抑制增生各种细胞反应诱导NFkB下调c-myc表达环氧酶机制神经酰胺水解鞘氨醇激酶1－磷酸鞘氨醇（SPP）细胞增殖抗凋亡转录因子（AP-1）S期运转所需基因转录＋5.二酰甘油／PKC信号系统凋亡的信号转导磷脂酰肌醇磷脂酰胆碱PLC二酰甘油（第二信使）PKCβ1apoptosis生长因子受体PTKGsGiTCRPLCPIP2IP3Ca2+DGPKC核内拓扑异构酶Ⅱ磷酸化DNA损伤凋亡离子通道G蛋白磷酸化cAMP增加凋亡6.酪氨酸蛋白激酶(PTK)信号系统凋亡的信号转导生长因子（NGF，EGF）细胞因子（IL-3）PTK靶蛋白上的酪氨酸磷酸化rasraf-1MAPKKMAPK靶蛋白磷酸化细胞分化生长因子或细胞因子撤除apoptosis凋亡的信号转导（三）凋亡相关基因细胞生存抑凋亡凋亡促凋亡BaxICEwtP53EIBIAPBcl-21.Bcl-2抗凋亡能阻抑多种凋亡诱导因素引发的细胞凋亡机制：直接抗氧化抑制线粒体释放促凋亡蛋白质抑制促凋亡性调节蛋白Bax,Bak的细胞毒作用抑制caspases的激活维持细胞钙稳态2.P53促凋亡wtP53突变P53功能：在细胞周期的G1期发挥检查点的作用启动DNA的修复机制启动凋亡机制分子警察细胞受损P53表达P16P27表达CDK抑制RbE2FG1SMycjunfos3.C-mycBcl-xC-myc一种癌基因诱导细胞增殖有生长因子诱导细胞凋亡无生长因子（转录调节因子）机制：诱导凋亡的功能区与促进细胞转化，自身调节区是同一个区域。C-myc表达信号细胞增殖＋第二信号细胞凋亡MAX1(P21),2(p22)MAD/MAXBcl-xBcl-XL抑制细胞凋亡Bcl-Xs促进细胞凋亡（与bcl-2同源）（与bcl-2同源的氨基酸少，抑制）apoptosis概述凋亡过程与调控发生机制凋亡与疾病apoptosis第三节发生机制一、氧化损伤（自由基的作用）1、引起DNA损伤，可激活P53基因。2、引起DNA损伤可活化多聚ADP核糖合成酶，引起NAD

快速耗竭，ATP大量消耗，引发细胞凋亡。3、引发脂质过氧化反应，直接造成细胞膜损伤可诱导细胞凋亡，不饱和脂肪酸的过氧化产物促凋亡。4、激活核酸内切酶，膜发泡。5、引起细胞膜通透性增高（Ca2+内流增加）和线粒体膜损伤6、活化核转录因子，可加速凋亡相关基因的表达。机制：apoptosis二、钙稳态失衡发生机制1、激活钙镁依赖性核酸内切酶，降解DNA链2、激活谷氨酰胺转移酶，催化细胞内肽链间的酰基转移，使骨架蛋白交联形成，有利于凋亡小体形成。3、激活核转录因子，加速细胞凋亡相关基因的转录。4、Ca2+在ATP的配合下使DNA舒展，暴露出核小体之间的连接区内的酶切位点。apoptosis三、线粒体损伤发生机制凋亡诱导因素线粒体跨膜电位↓线粒体膜通透性增加

细胞凋亡的启动因子释放CytC,Apaf,AIF等释放增强caspase3的水解活性活化Dnase激活Caspases细胞凋亡通透性转换孔（PTP）开放核基因编码的膜间蛋白快速apoptosis概述凋亡过程与调控发生机制凋亡与疾病apoptosis不足与过度并存：动脉粥样硬化

(内皮凋亡过度,平滑肌细胞增殖＞凋亡)第四节凋亡与疾病凋亡失调过度：心肌缺血、心力衰竭、神经元退行性疾病（老年痴呆症）、病毒感染等不足：肿瘤、自身免疫病一、细胞凋亡不足（一）肿瘤Bcl-2基因表达增加P53异常（突变，缺失）基因转染（二）自身免疫病胚胎期各种组织器官成熟识别自身抗原的淋巴细胞凋亡凋亡不足攻击自身组织二、细胞凋亡过度（一）心血管疾病1．心肌缺血再灌注损伤机制：氧化应激缺血缺氧使心肌细胞死亡受体上调，Fas/FasL配体信号系统激活缺氧增加P53基因的转录，启动凋亡2.心力衰竭机制：氧化应激压力或容量负荷过度神经内分泌失调（交感神经，RAAS，TNF，IL-2，NO）缺血缺氧正常心肌凋亡指数0.2%-0.4%心衰时≥35.5%（二）神经退行性疾病以特定神经元进行性丧失为病理特征的疾病AD