课件：细胞钙信号转导与疾病细胞调亡和疾病.ppt

钙信号传导与疾病,正常细胞Ca2+信号传导 方法:电生理,Fura-2荧光探针。（Tsein) 拮抗剂，激动剂,细胞内Ca2+库,细胞内主要的Ca2+储存、缓冲、信号传递细胞器为内质网。其他作为钙库的还有线粒体和细胞核。已知IP3作用于非线粒体钙库，内质网则是关键的信号Ca2+库 内质网腔内，钙结合蛋白: 肌细胞肌钙蛋白（calsequestrin）， 其他细胞主要为钙网硬蛋白（calreticulin）,线粒体可通过耗能过程积累Ca2+,ATP的水解驱使H+积聚，通过H -ATPase的反转产生膜电位。 驱动Ca2+积累的能量来自于线粒体膜电位。 干扰电子转运的药物如protonophore解联剂可封闭线粒体摄入Ca2+ 。,细胞内其它钙库,（1）分泌性颗粒在分泌性颗粒中的Ca2+通常被认为是相对无活性的，只是一种结构性Ca2+ 容量。但有些证据显示Ca2+在细胞受到刺激时可以释放出来并参与调控分泌过程。 （2）细胞核：核膜可以储存Ca2+ ，因为核膜是内质网的延续。细胞刺激能够导致Ca2+直接释放到核质，在核质内可能参与调节细胞核的功能。,正常细胞Ca2+信号,胞质Ca2+浓度升高的机制 (一)胞外Ca2+内流 1 Na+/ Ca2+交换:按浓度转运(神经细胞和肌细胞) 2 “漏系统”机制:病理条件下,膜不稳定,漏进细胞的Ca2+增加,3 Ca2+通道: (1)电压依赖性:L,T, N型(突触前)，P(蒲肯野细胞) ,兴奋性细胞，去极化激活，膜片钳，（step模式） （2）配基门通道，非特异性的阳离子通道，NMDA， (3)受体操控性（容量性 Ca2+内流 ） 光敏感通道。,L 型钙通道，慢钙通道，其激活较慢激活电压相对较高，维持时间较长主要存在于突触后膜,主要的亚单位决定钙离子通透特性,另一种类型的L型钙通道,哑铃 型，结构4个钙，与钙结合后发生构象改变，暴露疏水端,Presynaptic component: Neurotransmitter release: exo- and endocytosis,General Fusion Mechanism: 2. SNAREs (SNAP Receptor) : the core membrane fusion machinery (priming) SNAP (soluble NSF attachment protein); NSF (N-ethylmaleimide Sensitive Factor) Vesicle-Snares (V-snares): VAMPs (synaptobrevin) Target-Snares (t-snares): syntaxin, SNAP-25,Fig. 1. DCV exocytosis viewed as sequential stages of docking, priming and fusion. Kinetic components of capacitance for DCV exocytosis have been interpreted in terms of a model 14 in which vesicles transition through sequential stages. Cytoplasmic or undocked vesicles undergo docking (1). Priming of docked vesicles may occur in two stages to generate SRP (slowly releasable pool) and RRP (rapidly releasable pool) of vesicles (2 and 3). The first priming step requires moderate increases in cytoplasmic Ca2+. Activating levels of Ca2+ trigger fusion of vesicles from either the SRP (not shown) or from the RRP (4). Each step is thought to be reversible although they are depicted as single arrows in the figure. Approximate forward rate constants 14 for each step are 0.003 s1 (1), 0.03 s1 (2), 0.3 s1 (3) and 30 s1 (4). Priming reactions are thought to involve assembly of trans SNARE complexes, which may initiate by anchoring N-terminal domains of SNARE motifs (2) and their subsequent zippering to C-terminal, membrane proximal regions (3). In SV exocytosis, complexins may stabilize trans SNARE complexes at a late stage of assembly rendering them fusion-ready upon Ca2+ influx.,Time relationship between presynaptic Ca influx and postsynaptic potential,容量性 Ca2+内流,递质（去甲肾上腺素），激活G蛋白，兴奋磷脂酶C（PI-PLC），磷脂酸肌醇 IP3+DG,钙库依赖钙信号,胞内Ca2+ 库的释放导致Ca2+ 库耗竭，激发细胞外Ca2+ 内流，故称为Ca2+库依赖Ca2+内流，是保持细胞内Ca2+ 水平的基础 1） Ca2+ 内流有细胞内Ca2+库释放激活； 2）细胞受到持续刺激， Ca2+库耗竭，则Ca2+内流持续活化； 3）静息状态下， Ca2+库充盈； 4）当Ca2+ 库充盈完毕，则Ca2+ 内流失活。 以上结果表明：细胞内Ca2+库的充盈状态调节着质膜上的Ca2+ 内流通路的活性状态。 钙库激活：IP3受体，Ryanodine受体，,但近来的观点认为，PLC相关刺激调节的Ca2+内流并不是质膜上的IP3作用直接引起的，而是由IP3引起的细胞内钙库释放的结果。 Tg和环盐酸吗甲吡嗪酸(cyclopiazonic acid, CPA)等的发现直接证实了这一结论。这两个药均可激活IP3敏感钙库Ca2+的储存所必需的ATPase的活性，从而使得钙库释放耗竭。实验显示，当应用这些试剂处理细胞时，跨质膜Ca2+内流被激活。,细胞内钙库耗竭可能存在两种机制与质膜相联系。 （1）IP3受体与细胞骨架相连，这种相联系使得IP3受体固定于细胞膜上。细胞内钙库的耗竭使IP3受体构象发生改变，再通过细胞骨架或其他蛋白-蛋白相互作用，将IP3受体转运到细胞膜上。 （2）钙内流因子（calcium influx factor,CIF）：细胞内钙库耗竭释放出信号分子作用在质膜上的Ca2+ 通道上。 这一信号分子可能是cGMP、细胞色素P450代谢物，但两种机制都有一些疑点。 近来研究表明可能一些囊泡转运参与其中，囊泡预先形成，通过囊泡融合活化的钙通道插入质膜。,TRP通道是一类六次跨膜的非选择性阳离子通道。它们在进化中高度保守，在哺乳动物体内广泛表达，参与了许多重要的生理学功能，如对温度、痛觉、听觉的感知以及受精 。 感光受体突变体 选择性的Ca2+ 通道 Ca2+池耗竭而激活,温度、渗透压、pH值、机械力,以及一些内、外源性配体和细胞内信号分子,钙的信号传导在发病学中的作用,细胞凋亡（Kuiser和Edelman） 糖皮质激素引起胸腺细胞的调亡 上游：细胞外，内质网，线粒体内钙的释放， 激活蛋白水解酶，磷酸脂酶，蛋白激酶 Ca 2+ /Mg 2+依赖低分子核酸内切酶NUC18， Ca 2+ 依赖内核酶DNaseI，,TNF-、抗CD3抗体、TCDD等,胞浆Ca2+ ,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，促使细胞骨架分子之间发生广泛交联，有利于凋亡小体形成； 激活核转录因子，加速细胞凋亡相关基因的转录； 在ATP参与下，暴露出核小体之间的连接区，有利于DNA内切酶切割DNA。,钙超载引起凋亡机制,细胞凋亡,细胞凋亡异常,缺血、缺氧损伤与Ca2+信号传导,心肌缺血性损伤，阻断Ca2+通道，动物试验能改善缺血症状，但人的试验并不能阻止心梗的发生。 ATP合成障碍，Na +泵功能下降， Na +/H+交换，细胞内Na +增加， Na +/ Ca2+交换， 胞内Ca2+增加。 内质网Ca2+泵功能障碍 细胞膜Ca2+泵功能障碍,脑缺血,缺血中心区 半影区 兴奋毒作用/谷氨酸 局部脑缺血20min2h，缺血脑区灌流液中谷氨酸的量升高2.520倍 NMDA受体，AMDA和KA(kainic acid) 受体 缺血发生，N型电压依赖性钙通道开放，引起Ca2+和钠离子的内流增加； 代谢性受体与G蛋白偶连可介导细胞内第二信使的表达，引起细胞内钙库释放钙，引起细胞内Ca2+超载。,Ca2+超载又可加重缺血性脑损伤,其主要途径是： 引起线粒体内Ca2+超载，影响氧化磷酸化功能，导致ATP产生减少； 激活一些破坏性的Ca2+依赖性酶，如溶酶体中的中性蛋白酶、胞膜的磷脂酶A、核酸内切酶等，引起细胞结构的破坏； 诱发脑血管痉挛，通透性增加，引起进一步的缺血和脑水肿的形成； 突触前、后膜蛋白磷酸化，导致进一步Ca2+超载,一氧化氮(NO) 过度生成,NO是一种广泛存在于中枢神经系统的多功能神经介质，是精氨酸通过三种NO合酶（NOS）代谢而成。神经性NOS（nNOS）是一种钙依赖性结构蛋白，主要来源于神经细胞 当缺血发生后，nNOS产生增加，NO同活性氧类反应产生大量活性基团破坏神经细胞,活性氧类（ROS）生成过多： Ca2+浓度升高激活膜Ca2+依赖性磷酸酯酶A，使膜磷脂代谢为花生四稀酸，最后生成为自由基 激活Ca2+依赖的蛋白水解酶，calpainI的激活，细胞支架的崩解 Ca2+依赖的内源性核酸内切酶的激活，细胞调亡，延发性的神经元死亡。 最近的研究发现，只有在细胞内的特定区域Ca2+ 浓度升高，才能触发一连串的病理性反应。,钙通道与人类遗传病,迄今已发现 7种人类遗传病与钙通道基因突变 CACNL1A4基因 P/Q型电压门控钙通道1A亚单位 （神经递质的释放，蒲肯野细胞） 该基因不同类型的突变可导致以下三种疾病：,1 家族性偏瘫型偏头痛,该病呈常染色体显性遗传， 发作常于儿童期或青年期，典型者头痛伴有偏瘫先兆，为短暂性偏瘫，持续数小时至数天，可伴发眼颤，共济失调和小脑萎缩等。 目前已发现了4种CACNL1A4的错义突变，这些突变可能通过改变电压敏感性、离子选择性或渗透性、通道失活等影响钙通道功能，从而引起临床症状。 对应的小鼠Cchl1a4基因发生错义突变后，小鼠可表现为失神发作，运动性癫痫发作和共济失调。,发作性共济失调型,此病是常染色体显性遗传病，表现为共济失调、眼颤、构音不清和眩晕，可呈进行性，发作性眼颤和小脑萎缩常见。 儿童后期或青年期发病，常因应激、运动或疲劳诱发，持续数小时至数天，约50%患者有偏头痛症状，包括基底动脉型偏头痛，临床上严重者可表现失神发作、严重的共济失调和早亡，与发作性共济失调型比较，无肌纤维颤搐。 本病已发现CACNL1A基因的一种缺失突变4073delC和一个影响到第24位内含子5拼接位点的GA改变，这两种病变均导致翻译提前终止，产生截短蛋白。 1997年Jodice在一个临床诊断为发作性济失调型的家系中发现一个23次CAG三核苷重复与疾病共分离，提示CAG三核苷酸重复可能在EA-2发病中也有一定的作用。,脊髓小脑共济失调型,为常染色体显性遗传性疾病，共8型，临床表现为慢性进行全小脑功能障碍，多于成年发病，可伴或不伴认知功能、眼、锥体外系和周围神经受累。 该病病理机制是由于基因编码区内编码多聚谷氨酰胺的CAG三核苷酸重复序列异常扩增所致。在SCA家系中CACNL1A4基因编码区内 cAG三核苷酸重复从正常的46个增加至2127个，临床上于4050岁发病，表现为眼颤、构音困难、肢体和步态共济失调、振动觉和位置觉损害等，晚期可出现吞咽困难，影像学显示小脑萎缩。,CACNL1A3基因,将L型电压门控钙通道1S亚单位 HPP呈常染色体显性遗传，儿童或成年早期发病，为发作性躯干和肢体无力，持续数小时或数天，延髓肌、呼吸肌和通常不受累， 发作时常伴血清钾降低，补钾和醋氮酰胺治疗有效。1994年，Ptacek等在HPP家系发现3个CACNL1A3的错义突变，即Arg1239His,ARG1239Gly和Arg528His, 这些突变可通过干扰去极化信号传递给肌浆网中RYR而损伤兴奋收缩耦联， 但该病的发作性和低钾现象不好解释。对应的小鼠Cchl1a3基因发生突变后，纯合子小鼠完全失去了兴奋收缩耦联而表现为致死性。,CACNAIF,钙通道1亚单位F型： 不完全X-连锁先天性夜盲的致病突变,RYR1,不同类型突变导致以下两种遗传病 中央轴空症 该病是一种先天性非进行常色体显性遗传性肌病，临床特点是婴儿或儿童期出现肌张力低下和近端肌无力，腱反射减弱或消失，骨骼肌和心肌异常，易出现恶性高热，目前发现的致病病变有Arg248Gly、Ile403Met和Arg2163His。,恶性高热,该病为常染色体显性遗传，表现为恶性高温，伴自主肌肉张力增高，乳酸酸中毒，血清中CPK增高，血清磷酸盐和钾升高，麻醉、酒精、感染等可诱导严重的横纹肌溶解。该病中已发现RYR1的基因突变有Arg163Cys、Arg2248Gly、Arg163His、Arg163Cys、Gly341Arg、Gly2433Arg、Arg2458Cys、Arg2458His和Arg2163Cys,“通道病”（channelopathies)已被确立的为一大类疾病。 小鼠钙通道4亚单位Cchb4基因的移码突变可导致常染色体隐性遗传淡漠表型， 小鼠钙通道1A亚单位Cchla4基因的点突变可导致常染色体显性遗传性蹒跚（tg）表型， 小鼠钙通道亚单位Cacng2基因的插入突变可导致常染色体显性遗传性引起的失神经性癫痫（stg）表型， 对小鼠钙通道的研究提示通道孔形成或辅助性通道亚单位受累均可产生钙通道病。,显性突变引起钙通道病通常有3种机制,功能增强，因改变的通道蛋白质活性异常增加，如低钾型周期性麻痹和家族性偏瘫性偏头痛的错义突变均属于此种； 功能丧失，功能性通道蛋白质的量不足以维持正常细胞功能，如发作性共济失调型由于多肽链过早终止，不能产生功能性蛋白质； 显性负效应（dominant negative effect),突变的蛋白质干扰正常蛋白质活性，常发生在多聚体蛋白质，如SCA6异常的1A亚单位可能干扰了P/Q通道的装配。,常见疾病的Ca2+信号转导异常,原发性高血压 血管平滑肌张力的增加，引起血压升高是原发性高血压的基本病理改变。 Ca2+信号转导异常是血管平滑肌张力的增加的原因（10-5M ， 10-7M） 1：胞膜“漏系统” 2：通过Ca2+通道的Ca2+内流增多,通过Ca2+通道的Ca2+内流增多,(1)高血压状态，跨膜电位变小（自发性高血压大鼠对低浓度KCL（10mmol）反应比wt鼠大，对Ca2+拮抗剂nifedipine敏感 Ca2+拮抗剂和VDC结合的亲合力与去极化程度成正比 (2)受体操纵Ca2+通道开放增加,机制不太清楚,(3)胞内Ca2+缓冲系统功能障碍 Ca2+池的不完全耗竭状态(不能正常的把Ca2+泵入肌浆网) 检测无Ca2+外液,检测苯肾上腺素引起的血管收缩. (4)胞膜Ca2+泵功能失调,动脉粥样硬化,中膜平滑肌细胞向内膜下迁移并增殖是动脉粥样硬化病变的特征。 (1)各种生长因子PDGF,EDGF,FGF,血管活性物质(内皮素等)共同的中介 Ca2+浓度 Ca2+和Ca2+调蛋白,激活MAPK,启动c-fos原癌基因，DNA的表达增加. (2) Ca2+浓度 血小板聚集,非电压依赖的钙通道,nifedipine 作用不大.,动脉粥样硬化,支气管哮喘,哮喘发作时，表现为胆碱受体敏感，引起迷走神经兴奋，使大量乙酰胆碱释放，导致支气管平滑肌上的钙离子专用通道开放，钙离子内流增加. 同时细胞内cGMP水平升高，后者促进肌膜及肌浆网释放钙离子进入肌浆，进一步使钙离子内流增加，支气管平滑肌的兴奋收缩耦联加强，引起支气管平滑肌强烈收缩。 钙通道阻滞药阻止钙离子内流，能明显抑制支气管平滑肌收缩，并可阻止肥大细胞释放组胺等介质，减少LTD4的合成，可用于防治支气管哮喘。,疼痛与钙通道,脊髓背角上的钙通道 强烈伤害性刺激导致脊髓感觉整合过程改变，可出现疼痛过敏现象，其机制可能为：脊髓背角的感受野扩大及感受阈降低；“卷扬”(wind up)现象，由于C纤维受到重复刺激，导致脊髓背角神经元反性应增强；强腓肽基因表达增强。,去极化电位，使谷氨酸及速激肽释放增多，依赖Mg2+阻断的N-甲基-天门冬氨酸(NMDA)受体相关通道开放，Ca2+通过这些通道流入，激活磷脂酶C，催化细胞内第二信使形成，使Ca2+从内质网释放 增强AMPA受体的获得性(availability)，导致细胞兴奋性升高，基因表达增强，逆行信使(retrograde messenger)释放， 导致中枢敏感性，出现“卷扬”现象及长时程增强(longterm potentiation，LTP),Russ等发现“卷扬”现象与脊髓背角神经元L型钙通道开放引起的平台电位有关，L型钙通道主要位于脊髓神经元突触后膜 在C纤维尚未兴奋，突触后膜处于负电位即静息状态时，L型钙通道在疼痛调控中的作用并不大； 只有当组织损伤后，神经元持续去极化，L型钙通道才形成较强的离子流。 钙离子进入细胞后，除自身作为第二信使外，还可激活其他第二信使，最终引发脊髓背角神经元的敏化，提示疼痛敏化状态的持续与L型钙通道有关。 由L型钙通道的激活引起细胞内钙离子增多可能介导着C纤维兴奋后的诸多变化。,CCBs显示其镇痛效应,L型CCBs如维拉帕米、尼莫地平等不仅可加强阿片类药的镇痛作用，其自身也具有一定的镇痛效应。 维拉帕米可抑制创伤后大鼠脊髓后角cfos表达以及创伤后的痛觉过敏。N型CCBs Ziconotide鞘内注射，可缓解术后疼痛。 与吗啡连用,可以降低其用量,癫痫,今年来,胞内Ca2+浓度的增高可以诱发癫痫,肿瘤,Ca2+在细胞的增殖、侵袭、转移调控中发挥重要的作用。在一些正常细胞的运动、粘附过程中，有G蛋白敏感信号通路的参与，控制这一信号通路可能也参与肿瘤细胞的侵袭转移过程。 NO在肿瘤转移过程中通过Ca2+ 依赖过程参与了基质金属蛋白酶的分泌活化机制而促进肿瘤的转移。,Cell Apoptosis and Diseases,细胞凋亡与疾病,胃癌手术后肿瘤细胞转移患者 （患者处于恶液质状态）,瘤细胞为什么会发生？,Teaching contents,Overview Pathogenesis of Apoptosis Apoptosis and Diseases,概述,凋亡发生机制,凋亡与疾病,What is Apoptosis ?,Apoptosis refers to the process in which the dying procedures that have been in advance deposited in cell are triggered by various causes from in vitro and in vivo, and eventually cause cell death.（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） Programmed cell death（PCD）：程序性细胞死亡,Chromatolysis(1885, Flemming),Kerr JF, Wyllie AH and Currie AR Apoptosis: a basic biological phenomenon with wide-ranging implications in tissue kinetics. Br. J Cancer, 1972, 26(4):239-257.,Cell apoptosis(1972),Programmed cell death(1956, clucksmann, saunders),染色质溶解,程序性细胞死亡,Morphological changes in apoptosis,Cell membrane Cytoplasm Cell nucleus Apoptotic body Phagocytose,膜,浆,吞噬体,Figures show time-lapse microscopy images of a trophoblast cell undergoing apoptosis.,apoptotic body,2019/8/5,68,可编辑,Changes of Cell membrane,Budding,出芽,Normal Cell,Apoptotic Cell,condensation,margination,细胞质和核的变化,浓缩,边集,Apoptotic Bodies,凋亡小体,Phagocytose,Eversion of Phosphatidylserine,磷脂酰丝氨酸,吞噬,碘化丙啶,Biochemical Changes in Apoptosis,Apoptosis initiating factors Caspase activation Endonuclease activation DNA fragmentation,凋亡启动因子,凋亡蛋白酶活化,核酸内切酶活化,DNA片段化,Apoptosis initiating factors,线粒体通透性转换孔,凋亡诱导因子,细胞色素C,凋亡蛋白酶激活因子,Apoptosome,CARD:caspase activation and recruitment domain,细胞色素C (cytochrome c，Cyto-C),凋亡复合体,apoptotic protease activating factor(Apaf) 凋亡蛋白酶激活因子,王晓东，刘雪松,AIF: Apoptosis inducing factor,AIF对凋亡的诱导作用是非Caspase依赖性,Biochemical Changes in Apoptosis,Apoptosis initiating factors Caspase activation Endogenous endonuclease activation DNA fragmentation,Overview,Conception of apoptosis Morphological changes in apoptosis Biochemical Changes in apoptosis Differences in apoptosis and necrosis Phases of apoptosis,Differences in apoptosis and necrosis,Differences in apoptosis and necrosis,DNA ladder,Phases of apoptosis,Induction phase Execution phase Dying out phase,Overview,Conception of apoptosis Morphological changes in apoptosis Biochemical Changes in apoptosis Differences in apoptosis and necrosis Phases of apoptosis,Teaching contents,Overview Pathogenesis（发生机制） of Apoptosis Apoptosis and Diseases,Pathogenesis of Apoptosis,Apoptosis-related factors Signal transduction pathways in apoptosis Apoptosis-related genes,Apoptosis-related factors,Signal transduction pathways in apoptosis,Death receptor pathway Mitochondrial线粒体 pathway Caspases Endogenous endonuclease,Death receptor pathway,Trimerization,FADD: fas-associated protein with death domain,DD: death domain,DED: death effector domain,Death receptor pathway,CAD: caspase-activated deoxyribonulease,Mitochondrion pathway,1、线粒体信号转导通路的提出,细胞凋亡异常,Caspases,Caspases: cysteine-containing aspartate-specific protease,N末端区,大亚单位,小亚单位,Classification of Caspases,Initiator caspases Effector caspases Inflammation related caspases,起始凋亡蛋白酶,效应凋亡蛋白酶,Substrate of caspases,1.凋亡蛋白酶激活的DNA 酶抑制物（ICAD) 2.核纤层(lamina)蛋白 3.细胞骨架蛋白 4.其它caspases 5.灭活细胞凋亡的抑制物,Endogenous endonuclease,CAD:凋亡蛋白酶激活的DNA酶,Endogenous endonuclease,Signal transduction pathways in apoptosis,Death receptor pathway Mitochondrial pathway Caspases Endogenous endonuclease,细胞凋亡的发生机制（Mechanism of apoptosis ） 1氧化损伤（Oxidation damage ） 氧自由基破坏了机体正常的氧化/还原动态平衡，造成生物大 分子的氧化损伤，形成严重的氧化应激状态。 【Mechanism】 激活p53基因、消耗ATP、生物膜脂质过氧化、激活核酸内 切酶,启动细胞凋亡。 各种氧化剂、缺氧等直接通过氧化损伤诱导细胞凋亡。 2钙超载（Calcium overload ） 3线粒体损伤（ Mitochondria damage ）,细胞凋亡异常,TNF-、抗CD3抗体、TCDD等,胞浆Ca2+ ,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，促使细胞骨架分子之间发生广泛交联，有利 于凋亡小体形成； 激活核转录因子，加速细胞凋亡相关基因的转录； 在ATP参与下，暴露出核小体之间的连接区，有利于DNA内切酶切 割DNA。,钙超载引起凋亡机制,细胞凋亡,细胞凋亡异常,细胞凋亡的调控机制,【调控基因】,细胞凋亡异常,（Regulated mechanism of apoptosis）,Bcl-2 family （B cell lymphoma/leukemia-2）,B cell lymphoma/leukemia-2 (CED-9) Bcl-2 subfamily: Bcl-2、Bcl-x（ Bcl-xL, Bcl-xS)、 Bcl-w、Mcl-1 Bax subfamily: Bax,Bak, Bok(Mtd) BH3 subfamily: Bik、Bad、Bid、Bim、 Hrk(DP5), Bcl-2（Bcl-XL）能够抑制线粒体MPT开放，Cyt.c 、AIF释放, Bcl-2也能特异地结合细胞色素C, Bcl-2能够结合和灭活Apaf-1，阻断对caspase-9活化,Bcl-2 family,Bcl-2 family contains members that are both pro and anti-apoptotic Anti: Bcl-2, Bcl-xL, Bcl-w, Mcl-1 Pro: Bax, Bim, Bik,Bad,Bid,Hrk,Bcl-xS,Bok(Mtd),【促凋亡机制】 P53通过与Bcl-2基因相互作用，下调Bcl-2的表达。 P53诱导细胞凋亡的靶蛋白表达（线粒体和死亡受体介导）。 P53诱导线粒体内凋亡的相关蛋白（Bax、NOXA、 PUMA）表 达，并触发细胞色素C释放和caspase活化。 P53诱导死亡受体Fas表达。 P53能使死亡受体再定位于细胞膜上。,p53,wtp53,Pro-apoptosis,(molecular policeman),wtp53 and mtp53,Pathogenesis of Apoptosis,Apoptosis-related factors Signal transduction pathways in apoptosis Apoptosis-related genes,Teaching contents,Overview Pathogenesis of Apoptosis Apoptosis and Diseases,Apoptosis and Diseases,Physiological Significance of Apoptosis Relationship of Apoptosis and diseases,Physiological Significance of Apoptosis,Insuring normal growth and development Maintaining internal homeostasis Exerting defensive function,细胞凋亡与疾病发生的关系,Pathogenesis of tumor: stimulating cell proliferation inhibiting cell apoptosis Cell survival cell death in diseased tissue Etiologically, cell apoptosis is actually one of the natural anti-carcinogenic mechanisms 在肿瘤发展和转移中的 作用(皮肤的基底细胞癌调亡高,转移少),细胞凋亡在肿瘤发生中的作用,Tumor-P53 mutation,Chemicals Virus Radiation,Tumor-Overexpression of Bcl2,肿瘤治疗,促进调亡, 哈医大癌灵一号(AS2O3)治疗急性早幼粒细胞白血病 生长因子与肿瘤治疗 (1)应用存活因子的单抗 (2)用糖皮质激素抑制细胞存活因子的合成, 大剂量甲基泼尼松诱导儿童急性髓性白血病.,The lesion caused by attack of auto-antibody or sensitized T cell to auto-antigen(T 细胞对自身抗体的敏感) Normally, T cells against auto-antigen are eliminated by apoptosis during the development When the negative selection was deregulated (thymus diseases), The T cells survive and abnormally proliferate, then attack self tissue, lead to autoimmune diseases,Autoimmune Diseases,针对自身抗原的免疫细胞未被及时清除，机体产生了针对自 身抗原的体液免疫和细胞免疫，导致器官组织损伤。,自身免疫病的MRL小鼠模型:,类似人的系统性红斑狼疮,类风湿关节炎 Fas突变 在T细胞的下游, 转入野生型的Fas cDNA, 不发生肾小球肾炎和淋巴结肿大, 自身抗体水平也大大下降.,肾小球肾炎：用Thy抗体制造模型, 注射抗体当天无细胞凋亡,第五天凋亡增多,第14天才恢复正常。 非肥胖细胞糖尿病：T细胞介导的抗胰岛细胞的自身免疫疾病。,Rheumatoid arthritis(RA),It is caused by decreased apoptosis and increased proliferation of arthral cell Increased IL-1 and TGF-1 and decreased Fas expression, which inhibit apoptosis Increased Bcl-2、Bcl-XL, which increased the threshold of apoptosis inhibits Fas/FasL apoptotic pathway Resistance of T-cells to apoptosis,类风湿性关节炎,病毒感染,宿主细胞诱导产生P53蛋白，TNF-，IFN-，诱导细胞调亡。 病毒可能的抗调亡机制 （1）灭活p53：腺病毒 （2）高表达Bcl-2或Bcl-2样蛋白：EB病毒感染B淋巴细胞引起细胞转化，使之无限传代，与Burkitt淋巴瘤和鼻咽癌的发病有关,AIDS, Neurodegenerative diseases, cardiovascular diseases,Excess in Apoptosis,Acquired Immune Deficiency Syndrome（AIDS）,Increased Fas gene expression,HIV infection,Gp120 glycoprotein expression，启动细胞死亡程序,syncytin formation,合胞素,CD4T- lymphocyte apoptosis,T cell activation,Cytokine：TNF,Tat protein-FAS,AIDS,AIDS是由人免疫缺陷病毒感染引起，关键发病机制是CD4淋巴细胞数量减少，与HIV感染引起的细胞凋亡有关,移植排斥反应,凋亡增加 跟免疫损害，病毒感染，药物毒性，缺血有关,Cardiovascular diseases,Cell death induced by ischemia-reperfusion Apoptosis Necrosis Early stage Later stage Peripher