细胞凋亡及其调控分子机制.ppt

1、与细胞凋亡及其调节分子机制、细胞凋亡概念、坏死的区别细胞凋亡信号通路与细胞凋亡相关的蛋白质、细胞凋亡和疾病细胞凋亡的检测，细胞凋亡和疾病细胞凋亡的起源，英国Aberdeen大学病理系教授Kerr，1972年我和Wyllie在研究中观察了与想起秋天落叶的坏死不同的细胞死亡方式h . Robert horvit 1/3 of the prize USA Massachusetts institute of technology(MIT)campbridge，ma，USA b.1947，John e . sue 2000年，他和他的助手们研究了一种神秘的线粒体蛋白质Smac，它可以打破肿瘤的“坚固堡

2、垒”，诱导肿瘤细胞“自杀”，从而为研究癌症治疗方法提供了重要帮助。自1996年建立自己的研究室以来，8年来，他的论文被其他科学家引用了15000多次。第一节细胞凋亡的特征和意义，第一，细胞凋亡的基本特征，程序细胞凋亡programmed cell death，PCD在发育过程中定期出现的生理刺激导致细胞凋亡。用于选择性地去除多细胞动物的一些无用或危险的细胞。根据形态学，程序性细胞凋亡可分为细胞凋亡、自噬、浮肿死亡三种形式。细胞凋亡：细胞凋亡是在生理和病理条件下由基因控制的自主有序的死亡过程。生理上，细胞凋亡是消除单个细胞，然后在巨噬细胞中吞下，再由溶酶体执行分解功能。Autophagy:是在进

3、化保守的真核细胞内移动气泡的运输机制，通过细胞自身的子细胞成分蛋白质、细胞质或小器官，通过溶酶体的水解酶进行消化分解和循环。细胞凋亡和自噬都是细胞内重要的生理过程。坏死：各种妨碍和中和细胞正常代谢活动的致病因素导致意外细胞凋亡。诱导因素某些生理和病理因素，药物缺氧，药物，毒素组织分布单细胞组织反应形成凋亡素，被周围组织细胞内容物溶解细胞冷却，释放炎症反应，炎症反应，坏死，细胞凋亡，形态学：细胞体积收缩圆，细胞浆液损失浓缩膨胀最终，如果细胞核分裂成碎片，染色质不规则，外部细胞器的大部分都保持完整，线粒体肿胀进一步损伤，不溶性增加，细胞色素释放破裂，腺体破裂，细胞凋亡，坏死，DNA阶段性碎裂磷脂细

4、胞凋亡的早期磷脂酰亚胺基林外反ATP合成和能量枯竭，细胞凋亡，坏死例如：2、保持内部环境的稳定性。消除损伤、突变或老化的细胞3，防御功能：感染病毒的细胞凋亡，第二节细胞凋亡机制，第一，细胞凋亡相关基因(a) ced基因线虫(C. elegans)，1090个个别细胞，131个细胞在发育中产生细胞凋亡，14个昆虫是透明的，容易观察。细胞内凋亡相关基因有2种：1个存活基因：ced-9: bcl-2蛋白家族2个致命基因：ced-4:凋亡保护作用因子-1，致死基因：ced-3: caspase家族。天冬氨酸特异性半胱氨酸蛋白酶、线虫、人类、Caspase:1996 Alnemri等统一命名类，以及IC

5、E/Ced-3同型半胱氨酸蛋白酶。(b) Caspase和细胞凋亡，1 .特征：(1)以Cys蛋白酶(2)底物Asp-X (3)酶的形式存在，(4)激活的脱羧酶对底物集进行特定水解，在不可逆细胞凋亡(5)细胞内产生脱羧酶抑制剂。Iap，inhibitors of apoptosis proeins，2 .以非活动形式存在的结构特征。Pro-Caspases的n端包含前区域(Prodomain)。活性形式是由两个大的子单元和两个小的子单元组成的杂四聚体。一个分子Pro-Caspase可以分裂，只产生一个大个子键和一个小个子键。以泰亚为单位的c端有活性中心，其中半胱氨酸(c)是必需氨基酸，属于半胱

6、氨酸蛋白酶。3 .14种(1)细胞因子前体：caspase 1，4，5，11，12，13，14不是细胞凋亡的直接效应分子。(2)细胞凋亡起始分子：细胞凋亡2，8，9，10 (3)细胞凋亡效应分子：细胞凋亡3，6，7参与介导细胞凋亡。ICE家族成员a:第3类事例：蓝色参与炎症反应，红色是执行者，绿色是发起人；b:卡斯帕-3的结构模型；C: Caspase-3的激活过程、执行者、发起人、4。启用快取：快取zymon的作用中程度很低。如果caspase过度表达，zymon在高浓度下包含Caspase 8，9，death effect domain，DED，它们相互作用，激活zymase本身。细胞8:

7、细胞3，6，7，9细胞9:激活需要线粒体释放Cyt C，激活后刺激Caspase2，3，6，8，10。Caspase 3，6，7:效果Caspase。5 .Caspase角色：(1)惰性细胞凋亡抑制蛋白：小鼠： Caspase激活DNA酶： Caspase activated deoxyribonuclease，CAD，细胞凋亡抑制物：inhibitor of人：helaocell、DNA fragment factor(DFF)、ICAD和同系物、Ca2 /Mg2依赖核酸内质酶：多聚ADP-核糖聚合酶PARP分解，依赖Ca2 /Mg2的核酸内聚酶活性增加，分解核体间DNA，导致细胞凋亡。Ca

8、spase，(2)细胞结构蛋白质分解：纤维层蛋白质分解，肌动蛋白，核裂变相关蛋白，(3)细胞效果蛋白切割。(4)其他Caspases，6。细胞凋亡激活抑制因子IAP、细胞凋亡抑制蛋白、细胞凋亡抑制蛋白IAP抑制因子家族分解阻止细胞凋亡过程。第二，细胞凋亡诱导发生细胞凋亡的信号转导(1)Fas介导的细胞凋亡(2)细胞色素c介导的细胞凋亡(3)颗粒酶GrB诱导细胞凋亡，1，2，DR:死亡受体death receptors，(可与pro-caspase 8结合)DED: death effecter domain，DED(某些早期的caspase酶，如FADD蛋白质，pro-caspase 8)，(

9、1)死亡，共4种蛋白质，1。Fas配体(FasL)是Fas的天然配体，两者都介导细胞凋亡，Fas L主要在淋巴细胞膜表达。2 .Fas Fas /Apo-1存在于细胞表面的特定区域，一旦被Fas L或Fas抗体激活，信号就可以传送到细胞内。Fas肿瘤坏死因子受体(TNFR)和神经生长因子受体(NGFR)超群是细胞凋亡的受体信号，也称为象限。Fas/apo-1 (cd95)，Fas与人类KT3细胞株分离的cDNA复制。Apo-1人SKW6.4细胞系分离的cDNA克隆。后来发现名称为Fas/Apo-1或CD95，完全匹配。Fas蛋白在10q33，code 335 aa，成熟319AA，是跨膜蛋白。

10、由细胞外区域、transmembrane区域、细胞内区域组成。细胞内区域有死亡域(DD)，3 .与fadd蛋白3360 Fas相关的死亡域蛋白：包括Fas-associated death domain protein:DD，死亡域death domain DED，死亡效果域death effect domain，death indus 诱导因子transmembrane potential(m)PTP open(通透性转换孔)apoptosis启动因子(细胞色素c、smac、AIF)是AIF: apoptosis诱导因子，(2)释放Smac/Diablo。(2)细胞色素C介导的细胞凋亡，Cy

11、t C将细胞质和细胞质连接器蛋白Apaf-1与Apaf-1结合，Caspase 9元Caspase 9激活Caspase 2，3，6，8，10激活细胞凋亡，细胞凋亡蛋白质Cyt C释放太多，呼吸链被破坏，氧气被消耗，但不发生ATP，细胞坏死。细胞含有卡斯帕酶抑制剂，不能诱导卡斯帕依赖的细胞凋亡；线粒体巨通道被破坏时Cyt C释放：AKt JNK p53，Bcl-2，(3) Granase的基本结构和功能定义：Granzyme，gran zyme，gr，CTL和NK细胞破坏科GrA、GrB、GrH、GrM、胰蛋白酶2功能：酶靶细胞中不同基质蛋白，开始细胞凋亡。GrB活性最高，与其他颗粒、穿孔素(PEN，Perforin)一起存储在CTL的杀伤粒子中。当粒酶进入靶细胞时：CTL识别靶细胞，杀伤颗粒转移到靶细胞，GrB，PEN等蛋白质释放靶细胞，GrB进入靶细胞，定位于细胞质和细胞核，CTL，肿瘤细胞，CTL定位于肿瘤细胞凋亡(1) Caspase依赖路径：GrB是Caspa