细胞增殖分化凋亡与疾病示范课件

细胞增殖分化凋亡与疾病细胞增殖分化凋亡与疾病1（优选）细胞增殖分化凋亡与疾病（优选）细胞增殖分化凋亡与疾病2疾病的细胞机制细胞“生”的过程和/或“死”的过程的失控细胞增殖异常与疾病细胞分化异常与疾病细胞凋亡异常与疾病细胞自噬异常与疾病（自学）33疾病的细胞机制细胞“生”的过程和/或“死”的过程的失控33第一节细胞增殖异常与疾病

(AbnormalCellProliferationandDiseases)细胞增殖细胞分裂和再生的过程细胞生长→DNA复制→细胞分裂细胞周期44第一节细胞增殖异常与疾病

(AbnormalCell5一、细胞周期（Cellcycle）的概述定义增殖细胞从一次有丝分裂结束到下一次有丝分裂的结束所经历的时期和顺序变化分期G1期(firstgapphase,DNA合成前期)S期（syntheticphase,DNA合成期）M期（mitoticphase,有丝分裂期）G2期（secondgapphase,DNA合成后期）55一、细胞周期（Cellcycle）的概述定义增殖细胞从一Interphase

Prophase

Prometaphase

Metaphase

Telophase

Cytokinesis

MitosisAnaphase

6InterphaseProphasePrometapha7特点单向性G1→S→G2→M阶段性细胞周期停滞（cellcyclearrest）检查点（checkpoint）细胞内存在的监控机制，只有通过检查点的检查，细胞才能进入下一个时相微环境影响checkpoint77特点checkpoint78人体细胞的分类周期性细胞（Cyclingcells）表皮细胞、骨髓干细胞、生殖细胞等G0期细胞（G0cells）肝细胞、肾细胞终端分化细胞（Terminallydifferentiatedcells）神经细胞、心肌细胞88人体细胞的分类89二、细胞周期的调控（RegulationofCellCycle）自身调控（Selfcontrol）周期蛋白（Cyclin）和周期素依赖性蛋白激酶（Cyclindependentkinase,CDK）检查点（checkpoint）细胞外信号（Extracellularsignals）的调控99二、细胞周期的调控（RegulationofCell101、周期蛋白（Cyclin）cyclinA、B12、C、D13、E、F、G12、H、I、K、T12作用活化CDK，使不同底物磷酸化而实现对细胞周期不同时相的推进和转换作用结构含周期蛋白框（cyclinbox），引导区域PSTAIREcyclinCDKCyclin/CDKCombineCyclinboxCyclinCatalyticsubnuitRegulatorysubunitCDK下游底物磷酸化10101、周期蛋白（Cyclin）PSTAIREcyclin1111111112周期蛋白的降解通过泛素蛋白酶体系统（UbiquitinProteasomeSystem）进行降解M期周期蛋白降解盒（destructionbox）G1期周期蛋白PESTsite1212周期蛋白的降解通过泛素蛋白酶体系统（Ubiquitin13Ubiquitin-activatingenzymeE1（泛素激活酶）Ubiquitin-conjugatingenzymeE2（泛素结合酶）Ubiquitin-proteinligaseE3（泛素连接酶）降解第一步:泛素结合（UbiquitinConjugation）1313Ubiquitin-activatingenzyme14降解第二步:泛素化蛋白被蛋白酶体（proteasome）水解1414降解第二步:泛素化蛋白被蛋白酶体（proteasome152、周期素依赖性蛋白激酶（Cyclindependentkinase,CDK）丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶，CDK1~9作用CDK与不同cyclin结合后活化，调控细胞周期下游的蛋白质如Rb磷酸化通过G1/S限制点而进入S期组蛋白H1磷酸化导致染色体凝缩，核纤层蛋白磷酸化使核膜解体等15152、周期素依赖性蛋白激酶（Cyclindependen在胚胎不同时期，某些多能细胞脱落下来，分化发生异常主要抑制CDK4、CDK6定义指在细胞增殖时，子代细胞在形态、结构和生理功能上产生差异的过程G1期周期蛋白PESTsite恶性肿瘤、前列腺肥大 糖尿病肾病临床特征出血倾向及血栓形成增殖并不增加，但细胞凋亡减弱抑制促凋亡调节蛋白Bax、Bak的细胞毒作用通过限制点（restrictionpoint，R点）起作用1、周期蛋白（Cyclin）第四节细胞自噬异常与疾病细胞增殖分化凋亡与疾病激活谷氨酰胺转移酶，有利于凋亡小体形成BH4是抗凋亡蛋白所特有的结构域定义指在细胞增殖时，子代细胞在形态、结构和生理功能上产生差异的过程线粒体和内质网肿胀、崩解Caspase的功能Fas蛋白与FasL结合后，会激活caspase，导致靶细胞走向凋亡存在于线粒体膜、内质网膜以及外核膜上，但主要定位于线粒体外膜11962年Ashford等在胰高血糖素处理的小鼠肝细胞中观察到autophagy16主要底物视网膜母细胞瘤蛋白（Retinoblastomaprotein，Rb)抑癌蛋白(tumorsuppressorprotein)Rb家族包括Rbprotein、p107和p130三种调节细胞从G1→S期的转变RBE2Fpathway16在胚胎不同时期，某些多能细胞脱落下来，分化发生异常16主要底17G1早期Rb并不一定以非磷酸化形式存在，也可以低磷酸化形式存在（pRb）1717G1早期Rb并不一定以非磷酸化形式存在，也可以低磷酸化形CDK活性的调控(1)周期蛋白(2)磷酸化和去磷酸化的调节只有当CDK分子中的活化部位被磷酸化，同时抑制部位被去磷酸化时，CDK才被激活CDK1的激活需要Thr161的磷酸化，以及Thr14和Tyr15去磷酸化Wee1激酶Cdc25CDK活化激酶（CDK-activatingkinase,CAK）Thr苏氨酸Tyr酪氨酸18CDK活性的调控CDK1的激活需要Thr161的磷酸化，以及(3)CDK抑制因子（cyclindependentkinaseinhibitor,CDI/CKI）INK4（inhibitorsofkinase4）家族成员p16INK4A,p15INK4B,p18INK4C,p19INK4D主要抑制CDK4、CDK6CIP(Cdkinhibitoryprotein)/KIP(kinaseinhibitoryprotein)家族成员p21Cip1,p27Kip1,andp57Kip2主要抑制CDK2大多数CDIs是通过直接结合CDK-cyclin复合物的磷酸化活化部位，抑制CDK的激酶活性只有p16

INK4A是通过结合CDK4单体，阻断它与cyclins的结合19(3)CDK抑制因子（cyclindependent20☆

p21一种广泛作用的CDI与增殖细胞核抗原（proliferatingcellnuclearantigen，PCNA）结合，直接抑制DNA的合成中介了在p53蛋白的细胞周期DNA损伤检查点的调控2020☆p212021（4）癌基因和抑癌基因（OncogenandTumorsuppressorgene）癌基因src，ras，sis，myc，myb抑癌基因Rb、p532121（4）癌基因和抑癌基因（OncogenandTumo223、细胞周期检查点（Checkpoint）DNA损伤检查点（DNAdamagecheckpoint）G1/S交界处DNA复制检查点S/G2交界处纺锤体组装检查点(Spindleassemblycheckpoint):G2/M交界处22223、细胞周期检查点（Checkpoint）DNA损伤检23G1/S检测点检测主要通过肿瘤抑制蛋白p53分子完成2323G1/S检测点检测主要通过肿瘤抑制蛋白p53分子完成G2/M检测点检测主要通过Cdc25完成的

24G2/M检测点检测主要通过Cdc25完成的2425P53也参与G2/MDNA损伤的检查2525P53也参与G2/MDNA损伤的检查25264、细胞外信号对细胞周期的调控

通过限制点（restrictionpoint，R点）起作用26264、细胞外信号对细胞周期的调控

通过限制点（restri27（1）增殖信号包括大多数的肽类生长因子通过启动rasMAPK通路，使cyclinD表达增加2727（1）增殖信号2728（2）抑制信号转化生长因子β（TGFβ）通过p38MAPK通路，下调cyclin和CDK4；或通过促进p21和p15等CDI产生不利于细胞生长的微环境2828（2）抑制信号28具有内胚层、中胚层和外胚层三个胚层的异常分化组织激活核转录因子，加速细胞凋亡相关因子的合成氧化应激/压力、容量负荷↑/神经内分泌失调/TNF/缺血/缺氧→心肌细胞凋亡弥漫性肺间质纤维化，表现为活动性呼吸困难，限制性通气功能障碍，弥散功能降低和低氧血症等存在于线粒体膜、内质网膜以及外核膜上，但主要定位于线粒体外膜管家基因（housekeepinggenes）对细胞分化只起协作作用代表维甲类（Retinoids）如全反式维甲酸已用于早幼粒细胞白血病的临床治疗，视黄醇与干扰素a合用治疗皮肤鳞癌或宫颈鳞癌发挥积极的防御功能当细胞受到病毒感染时，受感染的细胞可以通过凋亡来阻止病毒的增殖，或通过DNA的降解，把病毒的DNA进行分解或通过促进p21和p15等CDI产生存在于线粒体膜、内质网膜以及外核膜上，但主要定位于线粒体外膜能诱导肿瘤细胞发生分化的物质称为分化诱导剂Translocation(染色体易位)分类启动型caspases(caspase8，9，10，12)，效应型caspases（caspase3，6，7）G1/S交界处失察50%的肿瘤发生与p53基因突变有关Fas/FasL信号系统按照启动型caspase的不同，凋亡信号转导途径分为Ubiquitin-proteinligaseE3（泛素连接酶）增殖并不增加，但细胞凋亡减弱从结合蛋白上释放出来，如Bim是与微管蛋白结合在一起的临床特征出血倾向及血栓形成线粒体和内质网肿胀、崩解29细胞周期的驱动失控（Cyclin、CDK和CDI表达异常）监控（检查）机制受损三、细胞周期调控异常（Dysregulationofcellcycle）细胞增殖异常与相关疾病增殖过度 增殖分化异常恶性肿瘤、前列腺肥大 糖尿病肾病银屑病、原发性血小板增多症 神经退行性疾病家族性红细胞增多症、类风湿关节炎 再生障碍性贫血肝肺肾纤维化、肾小管间质性病变动脉粥样硬化29具有内胚层、中胚层和外胚层三个胚层的异常分化组织29细胞周期301、恶性肿瘤:生物学特征是恶性增殖（1）周期蛋白异常与cyclin（D、E）过量表达有密切的关系CyclinD1（bcl1）295个氨基酸，由染色体11q13上的CCND1基因编码Amplification(基因扩增)Translocation(染色体易位)如t(11:14)(q13:q32)Inversion(染色体倒位)如inv(11)(p15：q13)乳腺癌、胃癌、食道癌甲状旁腺瘤B细胞淋巴瘤30301、恶性肿瘤:生物学特征是恶性增殖（1）周期蛋白异常Am31（2）CDK增多CDK4和CDK6过表达（3）CDI表达不足和突变p16蛋白失活较为多见黑色素瘤、食管癌、肺癌、卵巢癌、乳腺癌、结直肠癌等都报道存在较高频率的p16InK4基因异常原因p16InK4基因缺失、突变、CpG岛高度甲基化p27蛋白失活与乳腺癌，前列腺癌，肺癌，胃癌，大肠癌和卵巢癌等有关3131（2）CDK增多3132（4）细胞周期监控机制受损G1/S交界处失察50%的肿瘤发生与p53基因突变有关G2/M交界处失察

3232（4）细胞周期监控机制受损32332、银屑病（俗称为牛皮癣）临床表现皮肤出现大小不等、境界清楚的红斑鳞屑性斑块，上覆大量干燥的银白色鳞屑原因表皮细胞过度增生机制表皮生长因子受体（EGF）的增加正常皮肤表皮中EGFR只存在基底细胞层和基底上层，而银屑病EGFR分布于皮肤的全层，导致角质形成细胞过度增殖cAMP水平下降33332、银屑病（俗称为牛皮癣）临床表现皮肤出现大小不等、境界343、原发性血小板增多症（primarythrobocythemia）临床特征出血倾向及血栓形成机制骨髓巨核细胞过度增殖，外周血血小板持续明显增多（为正常的212倍），功能也不正常病因与X染色体遗传有关，血小板生成抑制因子TGF1减少、血液微环境中辅助细胞的缺乏等34343、原发性血小板增多症（primarythroboc第二节细胞分化异常与疾病

（AbnormalCellDifferentiationandDiseases）一、细胞分化的概述定义指在细胞增殖时，子代细胞在形态、结构和生理功能上产生差异的过程受精卵全能性→多能性→单能性→成熟定型干细胞（stemcell）3535第二节细胞分化异常与疾病

（AbnormalCell36细胞分化的结果时间上的分化空间上的分化3636细胞分化的结果3637人体干细胞分类全能干细胞胚胎干细胞多能干细胞骨髓造血干细胞定向干细胞精原细胞、红细胞系、白细胞系等

3737人体干细胞分类3738细胞分化特点稳定性分化一旦确立，分化状态稳定全能性子代细胞保留受精卵的全部信息选择性基因选择性表达，出现不同的表型细胞分化条件的可逆性已分化的细胞在一定条件下可以逆转到胚胎状态，形成去分化现象SkincellsReprogramintoESlikeiPScells2007年11月，美国和日本科学家分别宣布独立发现将普通皮肤细胞诱导成为具备类似胚胎干细胞的功能，即为诱导多能干细胞（inducedpluripotentstemcells,iPScells）3838细胞分化特点SkincellsReprogramin二、细胞分化的机制及其调控1、细胞分化的机制“决定”先于分化细胞决定（determination）是指细胞内某些基因永久地关闭，而另一些基因顺序表达，具备向某一特定方向分化的能力细胞质在决定细胞差别中作用细胞间相互作用微环境壁龛（niche）结构包括壁龛细胞、细胞外基质（extracellularmatrix，ECM）和来源于壁龛细胞的可溶性因子39二、细胞分化的机制及其调控1、细胞分化的机制39第一节细胞增殖异常与疾病

(AbnormalCellProliferationandDiseases)BH3是与促进凋亡有关的结构域钙稳态失衡与黑质多巴胺能神经元凋亡能诱导肿瘤细胞发生分化的物质称为分化诱导剂电离辐射、TNFa、Fas、糖皮质激素均可通过神经酰胺信号系统诱导细胞凋亡细胞分化条件的可逆性已分化的细胞在一定条件下可以逆转到胚胎状态，形成去分化现象BH4是抗凋亡蛋白所特有的结构域Ubiquitin-proteinligaseE3（泛素连接酶）酪氨酸蛋白激酶信号系统1、周期蛋白（Cyclin）FasL或抗Fas抗体与Fas蛋白结合，引起神经鞘磷脂酶的活性迅速上升，使神经鞘磷脂分解产生神经酰胺，神经酰胺作为第二信使激活相应的蛋白激酶，从而诱导细胞凋亡Fas所介导的细胞凋亡的信号转导机制机制：磷脂酰丝氨酸迁移至细胞外侧（3）CDI表达不足和突变核酸内切酶和caspases细胞凋亡与细胞坏死的比较从结合蛋白上释放出来，如Bim是与微管蛋白结合在一起的结肠肿瘤不合成粘蛋白2、细胞分化的调控基因水平的调控奢侈基因（luxurygene）编码细胞中特异性蛋白的基因，对细胞分化起重要作用管家基因（housekeepinggenes）对细胞分化只起协作作用转录和转录后水平调控转录水平调控调节蛋白（转录因子）对专一基因的启动子和增强子进行调控转录后水平调控对mRNA前体的处理和加工翻译与翻译后水平调控细胞外因素调控激素、细胞因子、黏附分子、药物等40第一节细胞增殖异常与疾病

(AbnormalCell三、细胞分化异常（AbnormalCellDifferentiation

）1、肿瘤肿瘤细胞的共同特征细胞分化不足，而只是保持持续增殖确定肿瘤细胞的分化程度对于肿瘤病情的判断具有重要意义恶性肿瘤细胞异常分化的表现为低分化；去分化（dedifferentiation）或反分化(retrodifferentiation)；趋异性分化（divergentdifferentiation）即肿瘤细胞分化程度和分化方向的差异性41三、细胞分化异常（AbnormalCellDiffere恶性肿瘤细胞异常分化的机制细胞的增殖和分化脱耦联在体外培养的癌细胞表现为失去密度依赖性抑制，无限传代成为“永生的”细胞系基因表达时空上失调特异性基因表达受到抑制如肝癌细胞不合成白蛋白；结肠肿瘤不合成粘蛋白胚胎性基因重现表达如肝癌细胞过多合成甲胎蛋白和胎儿型醛缩酶A等癌基因和抑癌基因的协同失衡42恶性肿瘤细胞异常分化的机制4243细胞分化理论可用以指导临床肿瘤治疗采取适当的方法诱导其发生终末分化，肿瘤的增殖能力就可能会被抑制能诱导肿瘤细胞发生分化的物质称为分化诱导剂对正常细胞的非特异性毒副作用小，有非常好的应用前景作用机理诱导癌细胞向终未阶段分化的同时，启动了细胞死亡程序代表维甲类（Retinoids）如全反式维甲酸已用于早幼粒细胞白血病的临床治疗，视黄醇与干扰素a合用治疗皮肤鳞癌或宫颈鳞癌4343细胞分化理论可用以指导临床肿瘤治疗43442、肺纤维化（Pulmonaryfibrosis）弥漫性肺间质纤维化，表现为活动性呼吸困难，限制性通气功能障碍，弥散功能降低和低氧血症等3、肥胖症（Morbidobesity）脂肪细胞体积增大，分化异常前脂肪细胞大量向脂肪细胞分化，导致脂肪细胞数量增加44442、肺纤维化（Pulmonaryfibrosis）44454、畸胎瘤（teratoma）在胚胎不同时期，某些多能细胞脱落下来，分化发生异常具有内胚层、中胚层和外胚层三个胚层的异常分化组织45454、畸胎瘤（teratoma）45第三节细胞凋亡异常与疾病一、细胞死亡形式1、细胞坏死（Necrosis）细胞在严重损伤因素刺激时，所发生的一种被动的死亡现象形态改变是由酶性消化和蛋白变性引起的形态特征线粒体和内质网肿胀、崩解炎症反应46坏死凋亡46第三节细胞凋亡异常与疾病一、细胞死亡形式46坏死凋亡46472、细胞凋亡（apoptosis）细胞在体内外因素的诱导下，在严格和复杂的信号网络调控下，发生的一种主动的有序的死亡形态特征细胞皱缩、核固缩、胞膜空泡化，形成凋亡小体核酸内切酶激活→DNA的片段化（180～200bp的倍数）47472、细胞凋亡（apoptosis）47细胞凋亡的生理学意义清除多余的和失去功能的细胞，确保组织器官正常发育、生长清除受损、突变或者衰老的细胞，维持内环境稳定发挥积极的防御功能当细胞受到病毒感染时，受感染的细胞可以通过凋亡来阻止病毒的增殖，或通过DNA的降解，把病毒的DNA进行分解48细胞凋亡的生理学意义48细胞凋亡与细胞坏死的比较坏死凋亡1.性质病理性，非特异性生理性/病理性，特异性2.诱因强烈刺激，随机发生较弱刺激，非随机发生3.基因调控无有4.生化特点被动过程,无新蛋白合成,不耗能主动过程,有新蛋白合成,耗能5.形态改变细胞肿胀结构溶解，破坏细胞皱缩，核固缩胞膜/细胞器相对完整6.凋亡小体无有7.DNA变化弥散性降解电泳呈均一片状片段化（180-200bp）电泳呈“梯”状条带8.溶酶体改变破裂相对完整9.炎症反应局部炎症反应局部无炎症反应49细胞凋亡与细胞坏死的比较坏死凋亡1.性质病理性，二、细胞凋亡的过程凋亡信号的转导接受凋亡信号凋亡的执行凋亡细胞的清除生理性凋亡信号：许多激素和细胞因子；生存信号的缺乏或不足病理性凋亡信号：促进细胞凋亡：生物及化学毒物、病毒感染、射线、应激和化疗药抑制细胞凋亡：化学促癌物、某些病毒（EB病毒，人类乳头状瘤病毒）甲状腺素在蝌蚪转变为青蛙的器官凋亡性退化中起重要的作用50二、细胞凋亡的过程凋亡信号的转导接受凋亡信号凋亡的执行凋亡细二、细胞凋亡的过程凋亡信号的转导接受凋亡信号凋亡的执行凋亡细胞的清除胞内Ca2+信号系统

cAMP/PKA信号系统

Fas/FasL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信号系统等等51二、细胞凋亡的过程凋亡信号的转导接受凋亡信号凋亡的执行凋亡细这个系统的特点多样性不同种类的细胞有不同的信号转导系统耦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、耦联同一性不同的凋亡诱导因素可以通过同一信号转导系统触发细胞凋亡多途性同一凋亡诱导因素可经过多条信号转导途径触发凋亡52这个系统的特点52胞内Ca2+信号系统

化学毒物、细菌及病毒的毒素、过量的兴奋性氨基酸、氧化应激等干扰细胞的Ca2+转运系统和Ca2+通道钙稳态失衡激活Ca2+/Mg2+依赖的核酸内切酶，降解DNA链激活谷氨酰胺转移酶，有利于凋亡小体形成激活核转录因子，加速细胞凋亡相关因子的合成使DNA链舒展，有利于DNA内切酶切割DNA53胞内Ca2+信号系统化学毒物、细菌及病毒的毒素、过量的兴奋氧化应激

TNF-α、电离辐射等氧化应激激活Ca2+/Mg2+依赖的核酸内切酶，降解DNA链激活P53基因消耗大量ATP活化核转录因子NF-κB，AP-1等诱发细胞凋亡各种氧化剂，抑制SOD54氧化应激TNF-α、电离辐射等氧化应激激活Ca2+/MFas又称作CD95，属TNF受体家族Fas基因编码产物为分子量45KD的跨膜蛋白分布于胸腺细胞，激活的T和B淋巴细胞，巨噬细胞，肝、脾、肺、心、脑、肠、睾丸和卵巢细胞等Fas蛋白与FasL结合后，会激活caspase，导致靶细胞走向凋亡55Fas55Fas所介导的细胞凋亡的信号转导机制

FasL或抗Fas抗体与Fas蛋白结合，引起神经鞘磷脂酶的活性迅速上升，使神经鞘磷脂分解产生神经酰胺，神经酰胺作为第二信使激活相应的蛋白激酶，从而诱导细胞凋亡抗Fas抗体或TNF与Fas蛋白结合后可激活ICE样的caspase，后者可降解H1组蛋白，使染色体松弛，DNA链舒展而暴露出核酸内切酶的酶切位点，使DNA链更容易被切割

Fas蛋白被激活后也可以通过Ca2+信号系统传递死亡信息而导致细胞凋亡5656神经酰胺信号系统神经酰胺（ceramide）是神经鞘磷脂（sphingomyelin,SM）在SM酶的作用下产生的一类新型第二信使生物学效应包括诱导凋亡；抑制细胞生长；引起细胞周期阻滞，细胞周期通常被阻滞于G0/G1期电离辐射、TNFa、Fas、糖皮质激素均可通过神经酰胺信号系统诱导细胞凋亡57神经酰胺信号系统57线粒体损伤凋亡的早期就会出现线粒体内膜通透性增大，线粒体跨膜电位（△ψm）明显下降线粒体损伤引起细胞凋亡的可能机制是线粒体内、外膜之间的PTP具有调节线粒体膜通透性的作用，使细胞凋亡的启动因子如细胞色素C（Cyt.C）、凋亡蛋白酶激活因子(Apaf)和凋亡诱导因子（AIF）等从线粒体内释放出来58线粒体损伤58二、细胞凋亡的过程凋亡信号的转导接受凋亡信号凋亡的执行凋亡细胞的清除Caspases内源性核酸内切酶（如EndoG)作用：切割染色质DNA特点：这些酶多数为Ca2+/Mg2+依赖的，但Zn2+可抑制其活性59二、细胞凋亡的过程凋亡信号的转导接受凋亡信号凋亡的执行凋亡细Caspases属于半胱氨酸蛋白酶家族，14个成员Caspase活性位点是半胱氨酸，剪切位点是天冬氨酸残基后的肽键，因此称为Cysteineasparticacidspecificprotease，即Caspase分类启动型caspases(caspase8，9，10，12)，效应型caspases（caspase3，6，7）60Caspases60Caspase的结构和活化Caspases酶原包含三个结构域NH2末端结构域（Prodomain）、约20KD大亚基、约10KD小亚基活化剪切的位置是特异性的天冬氨酸残基的肽键（AspX）61Caspase的结构和活化61Caspase的功能灭活凋亡抑制蛋白如CAD/ICAD，Bcl2直接破坏细胞结构，如Lamina分解与细胞骨架构成相关的蛋白如FAK、PAK2可使一些与DNA修复、复制和mRNA缝接有关的蛋白的调节区和催化区解离，瓦解核结构62Caspase的功能62按照启动型caspase的不同，凋亡信号转导途径分为外在途径(extrinsicpathway)或死亡受体途径由细胞表面的死亡受体如Fas和肿瘤坏死因子受体家族(tumournecrosisfactorreceptor，TNFR)引发，导致caspase8或10的活化内在途径(intrinsicpathway)或线粒体途径(mitochondrialpathway)由许多应激条件、化学治疗试剂和药物所起始，导致caspase9的活化内质网应激途径各凋亡信号导致的caspase12的活化，从而导致凋亡63按照启动型caspase的不同，凋亡信号转导途径分为63外在途径(Extrinsicpathway)或死亡受体途径（Deathreceptorpathway）6464外在途径(Extrinsicpathway)或死亡受体途径内在途径(Intrinsicpathway)或线粒体途径(Mitochondrialpathway)65内在途径(Intrinsicpathway)或线粒体途径(内质网应激途径(Endoplasmicreticulumstresspathway)6666内质网应激途径(Endoplasmicreticulum67二、细胞凋亡的过程凋亡信号的转导接受凋亡信号凋亡的执行凋亡细胞的清除凋亡后细胞产生凋亡小体，后者可以被邻近巨噬细胞识别，并将其吞噬后分解。机制：磷脂酰丝氨酸迁移至细胞外侧磷脂酰丝氨酸(phosphatidylserine，PS)外翻6767二、细胞凋亡的过程凋亡信号的转导接受凋亡信号凋亡的执行凋三、细胞凋亡的调控机制功能基因抑制凋亡基因Bcl-2Bcl-XL、A1/Bfl-1、Bcl-w、Bcl-G和Mcl-1等促凋亡基因P53、Bax、Bad、Bak、Bid、Bim、Bik、Bok、Bcl-B、Bcl-Xs、Krk、Mtd、Nip3、Nix、Noxa等双向调控基因c-myc、Bel-x68三、细胞凋亡的调控机制功能基因抑制凋亡基因Bcl-2B691、Bcl2家族BH4是抗凋亡蛋白所特有的结构域BH3是与促进凋亡有关的结构域69691、Bcl2家族69Bcl2等抗凋亡蛋白存在于线粒体膜、内质网膜以及外核膜上，但主要定位于线粒体外膜抗凋亡的机制直接抗氧化抑制线粒体释放促凋亡的蛋白质抑制促凋亡调节蛋白Bax、Bak的细胞毒作用抑制凋亡蛋白酶的激活维持细胞钙稳态70Bcl2等抗凋亡蛋白70促凋亡蛋白主要定位于细胞质受到凋亡因子的诱导而激活后，向线粒体转位，通过寡聚化在线粒体外膜形成跨膜通道，或者开启线粒体的PT孔，从而导致线粒体中的凋亡因子释放，激活caspase，导致细胞凋亡激活方式去磷酸化，如Bad被caspase加工为活性分子，如Bid从结合蛋白上释放出来，如Bim是与微管蛋白结合在一起的71促凋亡蛋白712、p53“分子警察”(molecularpoliceman)促凋亡机制P53通过与Bcl2基因相互作用，下调Bcl2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722、p53“分子警察”(molecularpolice四、细胞凋亡异常与疾病73四、细胞凋亡异常与疾病73（一）细胞凋亡不足肿瘤Bcl2基因高表达p53基因突变或缺失自身免疫病未能将针对自身抗原的免疫细胞以细胞凋亡的方式有效清除增殖过度，细胞凋亡减弱增殖并不增加，但细胞凋亡减弱74（一）细胞凋亡不足肿瘤增殖过度，细胞凋亡减弱74（二）细胞凋亡过度心肌缺血与缺血再灌注损伤缺血早期以凋亡为主，晚期以细胞的坏死为主在梗死灶的中心以坏死为主，梗死灶周边以凋亡为主轻度缺血以凋亡为主，重度缺血以坏死为主缺血再灌注损伤时发生的细胞凋亡单纯缺血更严重急性、严重的心肌缺血以心肌坏死为主，而慢性、轻度的心肌缺血则发生细胞凋亡心力衰竭氧化应激/压力、容量负荷↑/神经内分泌失调/TNF/缺血/缺氧→心肌细胞凋亡75（二）细胞凋亡过度心肌缺血与缺血再灌注损伤75阿尔茨海默病（老年痴呆）发病机制主要是细胞凋亡所致神经元丧失Fas抗原的介导p53基因的活化cJun和cfoc及其编码蛋白的作用APP695基因突变的作用低亲和力神经生长因子高表达NFκB的活化76阿尔茨海默病（老年痴呆）76帕金森病（Parkinsondisease）是中老年人常见的中枢神经系统变性疾病，病变主要累及黑质和黑质纹状体，脑黑质的多巴胺能神经元变性、退化纹状体内多巴胺和乙酰胆碱失衡而发病氧化应激是黑质多巴胺能神经元凋亡的重要过程钙稳态失衡与黑质多巴胺能神经元凋亡线粒体损伤在黑质多巴胺能神经元凋亡中的作用Bcl2和Bax蛋白是黑质多巴胺能神经元凋亡的调控因子Caspase酶是黑质多巴胺能神经元凋亡的效应分子77帕金森病（Parkinsondisease）77（三）细胞凋亡不足与过度并存动脉粥样硬化氧化型LDL↑血小板激活AgⅡ高血压内皮细胞凋亡↑平滑肌细胞增殖平滑肌细胞凋亡78（三）细胞凋亡不足与过度并存动脉粥样硬化氧化型LDL↑血小板五、细胞凋亡与疾病防治1、合理利用凋亡因素低剂量照射→急性T细胞性白血病TNFα→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79五、细胞凋亡与疾病防治1、合理利用凋亡因素792、干预凋亡信号转导阿霉素→Fas/FasL表达↑→肿瘤细胞凋亡环孢霉素A→调节和抑制线粒体介导的凋亡3、调节凋亡相关基因基因转移wtP53→P53基因突变肿瘤细胞基因封闭反义寡核苷酸→bcl2表达802、干预凋亡信号转导804、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↓814、控制凋亡相关酶的活性81第四节细胞自噬异常与疾病一、自噬（Autophagy）的定义11962年Ashford等在胰高血糖素处理的小鼠肝细胞中观察到autophagy1963年,DeDuve首次提出细胞自噬的生物学概念:细胞在缺乏营养和能量供应时，部分细胞质与细胞器被包裹进一种特异性的双层膜或者多层膜结构的自噬体(autophagosome)中，形成的自噬体再与溶酶体(Lysosome)融合形成自噬溶酶体(autolysosome)，胞质和细胞器成分在这里被降解为核苷酸、氨基酸、游离脂肪酸等小分子物质，这些小分子物质可以被重新利用合成大分子或者合成ATP。8282第四节细胞自噬异常与疾病一、自噬（Autophagy）的细胞增殖分化凋亡与疾病细胞增殖分化凋亡与疾病83（优选）细胞增殖分化凋亡与疾病（优选）细胞增殖分化凋亡与疾病84疾病的细胞机制细胞“生”的过程和/或“死”的过程的失控细胞增殖异常与疾病细胞分化异常与疾病细胞凋亡异常与疾病细胞自噬异常与疾病（自学）8585疾病的细胞机制细胞“生”的过程和/或“死”的过程的失控33第一节细胞增殖异常与疾病

(AbnormalCellProliferationandDiseases)细胞增殖细胞分裂和再生的过程细胞生长→DNA复制→细胞分裂细胞周期8686第一节细胞增殖异常与疾病

(AbnormalCell87一、细胞周期（Cellcycle）的概述定义增殖细胞从一次有丝分裂结束到下一次有丝分裂的结束所经历的时期和顺序变化分期G1期(firstgapphase,DNA合成前期)S期（syntheticphase,DNA合成期）M期（mitoticphase,有丝分裂期）G2期（secondgapphase,DNA合成后期）875一、细胞周期（Cellcycle）的概述定义增殖细胞从一Interphase

Prophase

Prometaphase

Metaphase

Telophase

Cytokinesis

MitosisAnaphase

88InterphaseProphasePrometapha89特点单向性G1→S→G2→M阶段性细胞周期停滞（cellcyclearrest）检查点（checkpoint）细胞内存在的监控机制，只有通过检查点的检查，细胞才能进入下一个时相微环境影响checkpoint897特点checkpoint790人体细胞的分类周期性细胞（Cyclingcells）表皮细胞、骨髓干细胞、生殖细胞等G0期细胞（G0cells）肝细胞、肾细胞终端分化细胞（Terminallydifferentiatedcells）神经细胞、心肌细胞908人体细胞的分类891二、细胞周期的调控（RegulationofCellCycle）自身调控（Selfcontrol）周期蛋白（Cyclin）和周期素依赖性蛋白激酶（Cyclindependentkinase,CDK）检查点（checkpoint）细胞外信号（Extracellularsignals）的调控919二、细胞周期的调控（RegulationofCell921、周期蛋白（Cyclin）cyclinA、B12、C、D13、E、F、G12、H、I、K、T12作用活化CDK，使不同底物磷酸化而实现对细胞周期不同时相的推进和转换作用结构含周期蛋白框（cyclinbox），引导区域PSTAIREcyclinCDKCyclin/CDKCombineCyclinboxCyclinCatalyticsubnuitRegulatorysubunitCDK下游底物磷酸化92101、周期蛋白（Cyclin）PSTAIREcyclin9393111194周期蛋白的降解通过泛素蛋白酶体系统（UbiquitinProteasomeSystem）进行降解M期周期蛋白降解盒（destructionbox）G1期周期蛋白PESTsite9412周期蛋白的降解通过泛素蛋白酶体系统（Ubiquitin95Ubiquitin-activatingenzymeE1（泛素激活酶）Ubiquitin-conjugatingenzymeE2（泛素结合酶）Ubiquitin-proteinligaseE3（泛素连接酶）降解第一步:泛素结合（UbiquitinConjugation）9513Ubiquitin-activatingenzyme96降解第二步:泛素化蛋白被蛋白酶体（proteasome）水解9614降解第二步:泛素化蛋白被蛋白酶体（proteasome972、周期素依赖性蛋白激酶（Cyclindependentkinase,CDK）丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶，CDK1~9作用CDK与不同cyclin结合后活化，调控细胞周期下游的蛋白质如Rb磷酸化通过G1/S限制点而进入S期组蛋白H1磷酸化导致染色体凝缩，核纤层蛋白磷酸化使核膜解体等97152、周期素依赖性蛋白激酶（Cyclindependen在胚胎不同时期，某些多能细胞脱落下来，分化发生异常主要抑制CDK4、CDK6定义指在细胞增殖时，子代细胞在形态、结构和生理功能上产生差异的过程G1期周期蛋白PESTsite恶性肿瘤、前列腺肥大 糖尿病肾病临床特征出血倾向及血栓形成增殖并不增加，但细胞凋亡减弱抑制促凋亡调节蛋白Bax、Bak的细胞毒作用通过限制点（restrictionpoint，R点）起作用1、周期蛋白（Cyclin）第四节细胞自噬异常与疾病细胞增殖分化凋亡与疾病激活谷氨酰胺转移酶，有利于凋亡小体形成BH4是抗凋亡蛋白所特有的结构域定义指在细胞增殖时，子代细胞在形态、结构和生理功能上产生差异的过程线粒体和内质网肿胀、崩解Caspase的功能Fas蛋白与FasL结合后，会激活caspase，导致靶细胞走向凋亡存在于线粒体膜、内质网膜以及外核膜上，但主要定位于线粒体外膜11962年Ashford等在胰高血糖素处理的小鼠肝细胞中观察到autophagy98主要底物视网膜母细胞瘤蛋白（Retinoblastomaprotein，Rb)抑癌蛋白(tumorsuppressorprotein)Rb家族包括Rbprotein、p107和p130三种调节细胞从G1→S期的转变RBE2Fpathway98在胚胎不同时期，某些多能细胞脱落下来，分化发生异常16主要底99G1早期Rb并不一定以非磷酸化形式存在，也可以低磷酸化形式存在（pRb）9917G1早期Rb并不一定以非磷酸化形式存在，也可以低磷酸化形CDK活性的调控(1)周期蛋白(2)磷酸化和去磷酸化的调节只有当CDK分子中的活化部位被磷酸化，同时抑制部位被去磷酸化时，CDK才被激活CDK1的激活需要Thr161的磷酸化，以及Thr14和Tyr15去磷酸化Wee1激酶Cdc25CDK活化激酶（CDK-activatingkinase,CAK）Thr苏氨酸Tyr酪氨酸100CDK活性的调控CDK1的激活需要Thr161的磷酸化，以及(3)CDK抑制因子（cyclindependentkinaseinhibitor,CDI/CKI）INK4（inhibitorsofkinase4）家族成员p16INK4A,p15INK4B,p18INK4C,p19INK4D主要抑制CDK4、CDK6CIP(Cdkinhibitoryprotein)/KIP(kinaseinhibitoryprotein)家族成员p21Cip1,p27Kip1,andp57Kip2主要抑制CDK2大多数CDIs是通过直接结合CDK-cyclin复合物的磷酸化活化部位，抑制CDK的激酶活性只有p16

INK4A是通过结合CDK4单体，阻断它与cyclins的结合101(3)CDK抑制因子（cyclindependent102☆

p21一种广泛作用的CDI与增殖细胞核抗原（proliferatingcellnuclearantigen，PCNA）结合，直接抑制DNA的合成中介了在p53蛋白的细胞周期DNA损伤检查点的调控10220☆p2120103（4）癌基因和抑癌基因（OncogenandTumorsuppressorgene）癌基因src，ras，sis，myc，myb抑癌基因Rb、p5310321（4）癌基因和抑癌基因（OncogenandTumo1043、细胞周期检查点（Checkpoint）DNA损伤检查点（DNAdamagecheckpoint）G1/S交界处DNA复制检查点S/G2交界处纺锤体组装检查点(Spindleassemblycheckpoint):G2/M交界处104223、细胞周期检查点（Checkpoint）DNA损伤检105G1/S检测点检测主要通过肿瘤抑制蛋白p53分子完成10523G1/S检测点检测主要通过肿瘤抑制蛋白p53分子完成G2/M检测点检测主要通过Cdc25完成的

106G2/M检测点检测主要通过Cdc25完成的24107P53也参与G2/MDNA损伤的检查10725P53也参与G2/MDNA损伤的检查251084、细胞外信号对细胞周期的调控

通过限制点（restrictionpoint，R点）起作用108264、细胞外信号对细胞周期的调控

通过限制点（restri109（1）增殖信号包括大多数的肽类生长因子通过启动rasMAPK通路，使cyclinD表达增加10927（1）增殖信号27110（2）抑制信号转化生长因子β（TGFβ）通过p38MAPK通路，下调cyclin和CDK4；或通过促进p21和p15等CDI产生不利于细胞生长的微环境11028（2）抑制信号28具有内胚层、中胚层和外胚层三个胚层的异常分化组织激活核转录因子，加速细胞凋亡相关因子的合成氧化应激/压力、容量负荷↑/神经内分泌失调/TNF/缺血/缺氧→心肌细胞凋亡弥漫性肺间质纤维化，表现为活动性呼吸困难，限制性通气功能障碍，弥散功能降低和低氧血症等存在于线粒体膜、内质网膜以及外核膜上，但主要定位于线粒体外膜管家基因（housekeepinggenes）对细胞分化只起协作作用代表维甲类（Retinoids）如全反式维甲酸已用于早幼粒细胞白血病的临床治疗，视黄醇与干扰素a合用治疗皮肤鳞癌或宫颈鳞癌发挥积极的防御功能当细胞受到病毒感染时，受感染的细胞可以通过凋亡来阻止病毒的增殖，或通过DNA的降解，把病毒的DNA进行分解或通过促进p21和p15等CDI产生存在于线粒体膜、内质网膜以及外核膜上，但主要定位于线粒体外膜能诱导肿瘤细胞发生分化的物质称为分化诱导剂Translocation(染色体易位)分类启动型caspases(caspase8，9，10，12)，效应型caspases（caspase3，6，7）G1/S交界处失察50%的肿瘤发生与p53基因突变有关Fas/FasL信号系统按照启动型caspase的不同，凋亡信号转导途径分为Ubiquitin-proteinligaseE3（泛素连接酶）增殖并不增加，但细胞凋亡减弱从结合蛋白上释放出来，如Bim是与微管蛋白结合在一起的临床特征出血倾向及血栓形成线粒体和内质网肿胀、崩解111细胞周期的驱动失控（Cyclin、CDK和CDI表达异常）监控（检查）机制受损三、细胞周期调控异常（Dysregulationofcellcycle）细胞增殖异常与相关疾病增殖过度 增殖分化异常恶性肿瘤、前列腺肥大 糖尿病肾病银屑病、原发性血小板增多症 神经退行性疾病家族性红细胞增多症、类风湿关节炎 再生障碍性贫血肝肺肾纤维化、肾小管间质性病变动脉粥样硬化111具有内胚层、中胚层和外胚层三个胚层的异常分化组织29细胞周期1121、恶性肿瘤:生物学特征是恶性增殖（1）周期蛋白异常与cyclin（D、E）过量表达有密切的关系CyclinD1（bcl1）295个氨基酸，由染色体11q13上的CCND1基因编码Amplification(基因扩增)Translocation(染色体易位)如t(11:14)(q13:q32)Inversion(染色体倒位)如inv(11)(p15：q13)乳腺癌、胃癌、食道癌甲状旁腺瘤B细胞淋巴瘤112301、恶性肿瘤:生物学特征是恶性增殖（1）周期蛋白异常Am113（2）CDK增多CDK4和CDK6过表达（3）CDI表达不足和突变p16蛋白失活较为多见黑色素瘤、食管癌、肺癌、卵巢癌、乳腺癌、结直肠癌等都报道存在较高频率的p16InK4基因异常原因p16InK4基因缺失、突变、CpG岛高度甲基化p27蛋白失活与乳腺癌，前列腺癌，肺癌，胃癌，大肠癌和卵巢癌等有关11331（2）CDK增多31114（4）细胞周期监控机制受损G1/S交界处失察50%的肿瘤发生与p53基因突变有关G2/M交界处失察

11432（4）细胞周期监控机制受损321152、银屑病（俗称为牛皮癣）临床表现皮肤出现大小不等、境界清楚的红斑鳞屑性斑块，上覆大量干燥的银白色鳞屑原因表皮细胞过度增生机制表皮生长因子受体（EGF）的增加正常皮肤表皮中EGFR只存在基底细胞层和基底上层，而银屑病EGFR分布于皮肤的全层，导致角质形成细胞过度增殖cAMP水平下降115332、银屑病（俗称为牛皮癣）临床表现皮肤出现大小不等、境界1163、原发性血小板增多症（primarythrobocythemia）临床特征出血倾向及血栓形成机制骨髓巨核细胞过度增殖，外周血血小板持续明显增多（为正常的212倍），功能也不正常病因与X染色体遗传有关，血小板生成抑制因子TGF1减少、血液微环境中辅助细胞的缺乏等116343、原发性血小板增多症（primarythroboc第二节细胞分化异常与疾病

（AbnormalCellDifferentiationandDiseases）一、细胞分化的概述定义指在细胞增殖时，子代细胞在形态、结构和生理功能上产生差异的过程受精卵全能性→多能性→单能性→成熟定型干细胞（stemcell）117117第二节细胞分化异常与疾病

（AbnormalCell118细胞分化的结果时间上的分化空间上的分化11836细胞分化的结果36119人体干细胞分类全能干细胞胚胎干细胞多能干细胞骨髓造血干细胞定向干细胞精原细胞、红细胞系、白细胞系等

11937人体干细胞分类37120细胞分化特点稳定性分化一旦确立，分化状态稳定全能性子代细胞保留受精卵的全部信息选择性基因选择性表达，出现不同的表型细胞分化条件的可逆性已分化的细胞在一定条件下可以逆转到胚胎状态，形成去分化现象SkincellsReprogramintoESlikeiPScells2007年11月，美国和日本科学家分别宣布独立发现将普通皮肤细胞诱导成为具备类似胚胎干细胞的功能，即为诱导多能干细胞（inducedpluripotentstemcells,iPScells）12038细胞分化特点SkincellsReprogramin二、细胞分化的机制及其调控1、细胞分化的机制“决定”先于分化细胞决定（determination）是指细胞内某些基因永久地关闭，而另一些基因顺序表达，具备向某一特定方向分化的能力细胞质在决定细胞差别中作用细胞间相互作用微环境壁龛（niche）结构包括壁龛细胞、细胞外基质（extracellularmatrix，ECM）和来源于壁龛细胞的可溶性因子121二、细胞分化的机制及其调控1、细胞分化的机制39第一节细胞增殖异常与疾病

(AbnormalCellProliferationandDiseases)BH3是与促进凋亡有关的结构域钙稳态失衡与黑质多巴胺能神经元凋亡能诱导肿瘤细胞发生分化的物质称为分化诱导剂电离辐射、TNFa、Fas、糖皮质激素均可通过神经酰胺信号系统诱导细胞凋亡细胞分化条件的可逆性已分化的细胞在一定条件下可以逆转到胚胎状态，形成去分化现象BH4是抗凋亡蛋白所特有的结构域Ubiquitin-proteinligaseE3（泛素连接酶）酪氨酸蛋白激酶信号系统1、周期蛋白（Cyclin）FasL或抗Fas抗体与Fas蛋白结合，引起神经鞘磷脂酶的活性迅速上升，使神经鞘磷脂分解产生神经酰胺，神经酰胺作为第二信使激活相应的蛋白激酶，从而诱导细胞凋亡Fas所介导的细胞凋亡的信号转导机制机制：磷脂酰丝氨酸迁移至细胞外侧（3）CDI表达不足和突变核酸内切酶和caspases细胞凋亡与细胞坏死的比较从结合蛋白上释放出来，如Bim是与微管蛋白结合在一起的结肠肿瘤不合成粘蛋白2、细胞分化的调控基因水平的调控奢侈基因（luxurygene）编码细胞中特异性蛋白的基因，对细胞分化起重要作用管家基因（housekeepinggenes）对细胞分化只起协作作用转录和转录后水平调控转录水平调控调节蛋白（转录因子）对专一基因的启动子和增强子进行调控转录后水平调控对mRNA前体的处理和加工翻译与翻译后水平调控细胞外因素调控激素、细胞因子、黏附分子、药物等122第一节细胞增殖异常与疾病

(AbnormalCell三、细胞分化异常（AbnormalCellDifferentiation

）1、肿瘤肿瘤细胞的共同特征细胞分化不足，而只是保持持续增殖确定肿瘤细胞的分化程度对于肿瘤病情的判断具有重要意义恶性肿瘤细胞异常分化的表现为低分化；去分化（dedifferentiation）或反分化(retrodifferentiation)；趋异性分化（divergentdifferentiation）即肿瘤细胞分化程度和分化方向的差异性123三、细胞分化异常（AbnormalCellDiffere恶性肿瘤细胞异常分化的机制细胞的增殖和分化脱耦联在体外培养的癌细胞表现为失去密度依赖性抑制，无限传代成为“永生的”细胞系基因表达时空上失调特异性基因表达受到抑制如肝癌细胞不合成白蛋白；结肠肿瘤不合成粘蛋白胚胎性基因重现表达如肝癌细胞过多合成甲胎蛋白和胎儿型醛缩酶A等癌基因和抑癌基因的协同失衡124恶性肿瘤细胞异常分化的机制42125细胞分化理论可用以指导临床肿瘤治疗采取适当的方法诱导其发生终末分化，肿瘤的增殖能力就可能会被抑制能诱导肿瘤细胞发生分化的物质称为分化诱导剂对正常细胞的非特异性毒副作用小，有非常好的应用前景作用机理诱导癌细胞向终未阶段分化的同时，启动了细胞死亡程序代表维甲类（Retinoids）如全反式维甲酸已用于早幼粒细胞白血病的临床治疗，视黄醇与干扰素a合用治疗皮肤鳞癌或宫颈鳞癌12543细胞分化理论可用以指导临床肿瘤治疗431262、肺纤维化（Pulmonaryfibrosis）弥漫性肺间质纤维化，表现为活动性呼吸困难，限制性通气功能障碍，弥散功能降低和低氧血症等3、肥胖症（Morbidobesity）脂肪细胞体积增大，分化异常前脂肪细胞大量向脂肪细胞分化，导致脂肪细胞数量增加126442、肺纤维化（Pulmonaryfibrosis）441274、畸胎瘤（teratoma）在胚胎不同时期，某些多能细胞脱落下来，分化发生异常具有内胚层、中胚层和外胚层三个胚层的异常分化组织127454、畸胎瘤（teratoma）45第三节细胞凋亡异常与疾病一、细胞死亡形式1、细胞坏死（Necrosis）细胞在严重损伤因素刺激时，所发生的一种被动的死亡现象形态改变是由酶性消化和蛋白变性引起的形态特征线粒体和内质网肿胀、崩解炎症反应128坏死凋亡128第三节细胞凋亡异常与疾病一、细胞死亡形式46坏死凋亡461292、细胞凋亡（apoptosis）细胞在体内外因素的诱导下，在严格和复杂的信号网络调控下，发生的一种主动的有序的死亡形态特征细胞皱缩、核固缩、胞膜空泡化，形成凋亡小体核酸内切酶激活→DNA的片段化（180～200bp的倍数）129472、细胞凋亡（apoptosis）47细胞凋亡的生理学意义清除多余的和失去功能的细胞，确保组织器官正常发育、生长清除受损、突变或者衰老的细胞，维持内环境稳定发挥积极的防御功能当细胞受到病毒感染时，受感染的细胞可以通过凋亡来阻止病毒的增殖，或通过DNA的降解，把病毒的DNA进行分解130细胞凋亡的生理学意义48细胞凋亡与细胞坏死的比较坏死凋亡1.性质病理性，非特异性生理性/病理性，特异性2.诱因强烈刺激，随机发生较弱刺激，非随机发生3.基因调控无有4.生化特点被动过程,无新蛋白合成,不耗能主动过程,有新蛋白合成,耗能5.形态改变细胞肿胀结构溶解，破坏细胞皱缩，核固缩胞膜/细胞器相对完整6.凋亡小体无有7.DNA变化弥散性降解电泳呈均一片状片段化（180-200bp）电泳呈“梯”状条带8.溶酶体改变破裂相对完整9.炎症反应局部炎症反应局部无炎症反应131细胞凋亡与细胞坏死的比较坏死凋亡1.性质病理性，二、细胞凋亡的过程凋亡信号的转导接受凋亡信号凋亡的执行凋亡细胞的清除生理性凋亡信号：许多激素和细胞因子；生存信号的缺乏或不足病理性凋亡信号：促进细胞凋亡：生物及化学毒物、病毒感染、射线、应激和化疗药抑制细胞凋亡：化学促癌物、某些病毒（EB病毒，人类乳头状瘤病毒）甲状腺素在蝌蚪转变为青蛙的器官凋亡性退化中起重要的作用132二、细胞凋亡的过程凋亡信号的转导接受凋亡信号凋亡的执行凋亡细二、细胞凋亡的过程凋亡信号的转导接受凋亡信号凋亡的执行凋亡细胞的清除胞内Ca2+信号系统

cAMP/PKA信号系统

Fas/FasL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信号系统等等133二、细胞凋亡的过程凋亡信号的转导接受凋亡信号凋亡的执行凋亡细这个系统的特点多样性不同种类的细胞有不同的信号转导系统耦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、耦联同一性不同的凋亡诱导因素可以通过同一信号转导系统触发细胞凋亡多途性同一凋亡诱导因素可经过多条信号转导途径触发凋亡134这个系统的特点52胞内Ca2+信号系统

化学毒物、细菌及病毒的毒素、过量的兴奋性氨基酸、氧化应激等干扰细胞的Ca2+转运系统和Ca2+通道钙稳态失衡激活Ca2+/Mg2+依赖的核酸内切酶，降解DNA链激活谷氨酰胺转移酶，有利于凋亡小体形成激活核转录因子，加速细胞凋亡相关因子的合成使DNA链舒展，有利于DNA内切酶切割DNA135胞内Ca2+信号系统化学毒物、细菌及病毒的毒素、过量的兴奋氧化应激

TNF-α、电离辐射等氧化应激激活Ca2+/Mg2+依赖的核酸内切酶，降解DNA链激活P53基因消耗大量ATP活化核转录因子NF-κB，AP-1等诱发细胞凋亡各种氧化剂，抑制SOD136氧化应激TNF-α、电离辐射等氧化应激激活Ca2+/MFas又称作CD95，属TNF受体家族Fas基因编码产物为分子量45KD的跨膜蛋白分布于胸腺细胞，激活的T和B淋巴细胞，巨噬细胞，肝、脾、肺、心、脑、肠、睾丸和卵巢细胞等Fas蛋白与FasL结合后，会激活caspase，导致靶细胞走向凋亡137Fas55Fas所介导的细胞凋亡的信号转导机制

FasL或抗Fas抗体与Fas蛋白结合，引起神经鞘磷脂酶的活性迅速上升，使神经鞘磷脂分解产生神经酰胺，神经酰胺作为第二信使激活相应的蛋白激酶，从而诱导细胞凋亡抗Fas抗体或TNF与Fas蛋白结合后可激活ICE样的caspase，后者可降解H1组蛋白，使染色体松弛，DNA链舒展而暴露出核酸内切酶的酶切位点，使DNA链更容易被切割

Fas蛋白被激活后也可以通过Ca2+信号系统传递死亡信息而导致细胞凋亡13856神经酰胺信号系统神经酰胺（ceramide）是神经鞘磷脂（sphingomyelin,SM）在SM酶的作用下产生的一类新型第二信使生物学效应包括诱导凋亡；抑制细胞生长；引起细胞周期阻滞，细胞周期通常被阻滞于G0/G1期电离辐射、TNFa、Fas、糖皮质激素均可通过神经酰胺信号系统诱导细胞凋亡139神经酰胺信号系统57线粒体损伤凋亡的早期就会出现线粒体内膜通透性增大，线粒体跨膜电位（△ψm）明显下降线粒体损伤引起细胞凋亡的可能机制是线粒体内、外膜之间的PTP具有调节线粒体膜通透性的作用，使细胞凋亡的启动因子如细胞色素C（Cyt.C）、凋亡蛋白酶激活因子(Apaf)和凋亡诱导因子（AIF）等从线粒体内释放出来140线粒体损伤58二、细胞凋亡的过程凋亡信号的转导接受凋亡信号凋亡的执行凋亡细胞的清除Caspases内源性核酸内切酶（如EndoG)作用：切割染色质DNA特点：这些酶多数为Ca2+/Mg2+依赖的，但Zn2+可抑制其活性141二、细胞凋亡的过程凋亡信号的转导接受凋亡信号凋亡的执行凋亡细Caspases属于半胱氨酸蛋白酶家族，14个成员Caspase活性位点是半胱氨酸，剪切位点是天冬氨酸残基后的肽键，因此称为Cysteineasparticacidspecificprotease，即Caspase分类启动型caspases(caspase8，9，10，12)，效应型caspases（caspase3，6，7）142Caspases60Caspase的结构和活化Caspases酶原包含三个结构域NH2末端结构域（Prodomain）、约20KD大亚基、约10KD小亚基活化剪切的位置是特异性的天冬氨酸残基的肽键（AspX）143Caspase的结构和活化61Caspase的功能灭活凋亡抑制蛋白如CAD/ICAD，Bcl2直接破坏细胞结构，如Lamina分解与细胞骨架构成相关的蛋白如FAK、PAK2可使一些与DNA修复、复制和mRNA缝接有关的蛋白的调节区和催化区解离，瓦解核结构144Caspase的功能62按照启动型caspase的不同，凋亡信号转导途径分为外在途径(extrinsicpathway)或死亡受体途径由细胞表面的死亡受体如Fas和肿瘤坏死因子受体家族(tumournecrosisfactorreceptor，TNFR)引发，导致caspase8或10的活化内在途径(intrinsicpathway)或线粒体途径(mitochondrialpathway