细胞凋亡与疾病-病理学课件

Cellapoptosisandrelateddiseases第八章细胞凋亡与疾病Cellapoptosisandrelateddis1细胞凋亡的概念细胞凋亡与坏死的区别研究历史及现状细胞凋亡的生理意义第一节概述细胞凋亡的概念第一节概述2细胞凋亡（cellapoptosis）

是病理学家Kerr等人在1972年提出的不同于坏死的细胞死亡的新概念。概述也称为程序性细胞死亡(programmedcelldeath，PCD)

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。细胞凋亡的概念细胞凋亡（cellapoptosis）概述也称为程序3近年来细胞凋亡和PCD常被做为同义词使用，但有学者认为两者是不同的概念：细胞凋亡是一个形态学概念，如染色质着边及DNA梯状条带等；PCD是一个功能性概念，不一定有上述形态学变化。概述近年来细胞凋亡和PCD常被做为同义4细胞坏死通常由严重损伤因素所致，如毒物中毒、严重缺血、缺氧、强酸、强碱、强大电流等，正常组织细胞不发生坏死。细胞凋亡是一种生理性、主动的细胞死亡方式，在许多方面与坏死有显著的差别。概述细胞凋亡与坏死的区别细胞坏死通常由严重损伤因素所致，如毒物中毒、严重缺血、缺氧、5细胞凋亡与坏死的比较1.性质2.诱导因素强烈刺激，随机发生较弱刺激，非随机发生3.生化特点4.形态变化5.DNA电泳7.凋亡小体8.基因调控被动过程，无新蛋白合成不耗能主动过程，有新蛋白合成耗能细胞肿胀、细胞结构全面溶解、破坏胞膜及细胞器相对完整细胞皱缩，核固缩弥散性降解，电泳呈均一DNA片状DNA片段化（180-200bp）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，局部无炎症反应有病理性，非特异性生理性或病理性，特异性无有无Necrosis

Apoptosis概述细胞凋亡与坏死的比较1.性质2.诱导因素强烈刺激，随机发生较6TwoDifferentTypesofCellDeathTwoDifferentTypesofCellD7在小鼠肌肉中生长的P815肿瘤细胞中因缺血诱导的坏死,示浓缩的染色质块的病态的边缘、膨胀的线粒体和分解的膜。概述在小鼠肌肉中生长的P815肿瘤细胞中因缺血诱导的坏死,示浓8大鼠被阉割后2d在前列腺中诱导的凋亡示凋亡小体被吞噬。概述大鼠被阉割后2d在前列腺中诱导的凋亡示凋亡小体被吞噬。概9概述概述10凋亡概念的形成：1965年澳大利亚科学家发现,结扎鼠门静脉后,电镜观察到肝实质组织中有一些散在的死亡细胞,这些细胞的溶酶体并未被破坏,显然不同于细胞坏死。这些细胞体积收缩、染色质凝集,从其周围的组织中脱落并被吞噬,机体无炎症反应

1972年Kerr等三位科学家首次提出了细胞凋亡的概念,宣告了对细胞凋亡的真正探索的开始。在此之前,关于胚胎发育生物学、免疫系统的研究,肝细胞死亡的研究都为这一概念的提出奠定了基础。概述研究历史及现状凋亡概念的形成：概述研究历史及现状11细胞凋亡的形态学及生物化学研究阶段：(1972-1987)用光镜和电镜对细胞形态学特征进行了详细的研究；染色体DNA的降解，细胞凋亡的一个显著特征就是细胞染色质的DNA片段化降解；RNA／蛋白质大分子的合成；钙离子变化，细胞内钙离子浓度的升高是细胞发生凋亡的一个重要条件；内源性核酸内切酶激活，细胞发生凋亡是需要这种核酸内切酶参与的。

概述研究历史及现状细胞凋亡的形态学及生物化学研究阶段：(1972-1987)概12细胞凋亡的分子生物学研究阶段：(最近几年)与细胞凋亡的相关基因及调控；细胞凋亡的信号转导；与细胞凋亡的各种分子及其相互作用及相互关系细胞凋亡的临床应用基础研究阶段：细胞凋亡的研究，其生命力在于最终能够有利于疾病机制的阐明，以及新疗法的探索及问世。

概述研究历史及现状细胞凋亡的分子生物学研究阶段：(最近几年)概述研究历史及13

2002年10月7日英国人悉尼·布雷诺尔、美国人罗伯特·霍维茨和英国人约翰·苏尔斯顿,因在器官发育的遗传调控和细胞程序性死亡方面的研究获诺贝尔生理与医学奖。SydneyBrennerH.RobertHorvitzJohnE.Sulston2002年10月7日英国人悉尼·布雷诺尔、美国14

确保正常发育、生长

清除多余的、失去功能价值的细胞维持内环境稳定

清除受损、突变或衰老的细胞发挥积极的防御功能

受病毒感染的细胞凋亡，阻止病毒的复制概述细胞凋亡的生理意义确保正常发育、生长概述细胞凋亡的生理意义15第二节细胞凋亡的过程与调控细胞凋亡的大致过程凋亡时细胞的主要变化细胞凋亡的调控凋亡过程与调控第二节细胞凋亡的过程与调控细胞凋亡的大致过程凋亡过程与16凋亡过程与调控一、细胞凋亡的大致过程大致分成4个阶段凋亡信号转导凋亡基因激活细胞凋亡的执行凋亡细胞的清除凋亡过程与调控一、细胞凋亡的大致过程大致分成4个阶段17细胞凋亡过程cAMPCa2+神经酰胺凋亡诱导因素死亡信号凋亡相关基因激活DNase激活Caspases激活巨噬细胞吞噬分解凋亡细胞信号转导基因激活凋亡执行凋亡细胞的清除+受体凋亡过程与调控细胞凋亡过程cAMP凋亡诱导因素死亡信号凋亡相关基因激活DN18

细胞凋亡的形态学改变凋亡过程与调控二、凋亡时细胞的主要变化→胞膜空泡化(blebbing)→固缩(condensation)→出芽(budding)→染色质边集(margination)微绒毛消失与周围细胞脱接触凋亡小体(apoptosisbody)细胞凋亡的形态学改变凋亡过程与调控二、凋亡时细胞的主要变19凋亡过程与调控fragmentationnormalblebbingcondensationBuddingmarginationapoptosisbodyMorphologicalChangesduringApoptosis凋亡过程与调控fragmentationnormalbleb20左，正常胸腺细胞；右，凋亡胸腺细胞（注意凋亡小体）凋亡过程与调控左，正常胸腺细胞；右，凋亡胸腺细胞（注意凋亡小体）凋亡过程与21DNA的片段化断裂

激活的DNase的作用蛋白质降解

激活的Caspases的作用凋亡过程与调控二、凋亡时细胞的主要变化

细胞凋亡的生化改变DNA的片段化断裂凋亡过程与调控二、凋亡时细胞的主要变化22凋亡过程与调控凋亡过程与调控23概述概述24内源性核酸内切酶激活及其作用Endogenousnuclease,DNase正常时以无活性的形式存在于细胞核。特点：依赖二价金属离子DNase:Ca2+/Mg2+可增强其活性，Zn2+抑制其活性;

非依赖二价金属离子的DNase激活：凋亡诱导因素不能直接激活，需经一系列细胞内信号转导环节方能激活。作用：切割染色质DNA凋亡过程与调控执行凋亡的两个酶

内源性核酸内切酶激活及其作用凋亡过程与调控执行凋亡的两个酶25Caspase激活及其作用Caspase是一组对底物门冬氨酸部位有特异水解作用，其活性中心富含半胱氨酸的蛋白水解酶，全称为：含半胱氨酸的门冬氨酸特异水解酶(cysteine-containingaspartate-specificprotease)。家族成员:10余个

第一被发现的是ICE(interleukin-1βconvertingenzyme)即caspase-1，此前发现线虫类CED-3是细胞凋亡所必需的蛋白酶，在哺乳类与CED-3结构、功能相似的是ICE，因此，常把两者并列为CED-3/ICE。激活凋亡过程与调控执行凋亡的两个酶

Caspase激活及其作用凋亡过程与调控执行凋亡的两个酶26HumaninitiatorandexecutionercaspasesHumanPro-domainActivatorsEstablishedorproposedfunctionInitiatorCaspasesCasp8DEDFADDDeathreceptorsignaling,cellproliferationCasp10DEDFADDDeathreceptorsignalingCasp9CARDApaf-1/cytcCasp3/7activationaftermitochondrialstressCasp12CARDTRAF-2calpainERstressCasp2CARDDEFCAP,RAIDDPremitochondrialstressEffectorCaspasesCasp3shortcaps9,8,othersCleavageofmostapoototicsubstratesCasp7shortcasp9,8,othersCleavageofmostapoototicsubstratesCasp6shortCasp3,7LamincleavageInflammatoryCaspasesCasp1CARDIpaf,ASC,inflammasomeIL-1/IL-18maturation,apoptosisCasp5CARDInflammasomeIL-1/IL-18maturation,LPSstressCasp4Humaninitiatorandexecutione27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)Caspase-8(-10)Caspase-9执行凋亡(裂解凋亡调控因子，水解细胞蛋白)Caspases的活化与级联反应凋亡过程与调控信号TNF相关蛋白存活因素缺失Caspases死亡受体细胞色28Caspases激活及其作用作用：灭活凋亡抑制物（如Bcl-2）水解蛋白质结构，导致细胞解体，形成凋亡小体在凋亡级联反应中水解相关活性蛋白，使其获得或丧失某种生物学功能功能凋亡过程与调控执行凋亡的两个酶

Caspases-9

Caspases-3酶原

活性Caspases-3

Caspases激活及其作用凋亡过程与调控执行凋亡的两个酶29凋亡相关因素凋亡信号的转导凋亡相关基因凋亡过程与调控三、细胞凋亡的调控凋亡相关因素凋亡过程与调控三、细胞凋亡的调控30诱导性因素激素和生长因子失衡生理水平是细胞正常生长所必需，缺乏时细胞凋亡相反，某些激素和生长因子过多也可导致细胞凋亡理化因素射线、高温、强酸、强碱、乙醇抗癌药等均可导致细胞凋亡。如电离辐射→OFR↑→DNA受损→凋亡。免疫性因素免疫分子参与免疫细胞和靶细胞的凋亡过程。如:细胞毒T淋巴细胞→分泌粒酶→靶细胞凋亡。微生物学因素细菌、病毒等致病微生物及其毒素可诱导细胞凋亡。如:HIV感染→CD4+淋巴细胞凋亡。(一)细胞凋亡相关因素凋亡过程与调控诱导性因素(一)细胞凋亡相关因素凋亡过程与调控31抑制性因素某些细胞因子

如IL-2，神经生长因子等具有抑制细胞凋亡的作用，当其减少时，依赖它们的细胞会发生凋亡。某些激素如ACTH、睾丸酮、雌激素对防止靶细胞凋亡，维持其正常存活是必需的，当减少时可导致靶细胞凋亡其它因素:也有抑制细胞凋亡作用某些二价金属阳离子，如Zn2+等药物，如苯巴比妥、半胱氨酸蛋白酶抑制剂等病毒，如EB病毒、牛豆病毒等中性氨基酸(一)细胞凋亡相关因素凋亡过程与调控抑制性因素(一)细胞凋亡相关因素凋亡过程与调控32凋亡过程与调控(二)细胞凋亡信号的转导细胞外的凋亡诱导因素作用于细胞后可转化为细胞凋亡信号，并通过胞内不同的信号转导途径，最终激活细胞死亡程序，导致细胞凋亡。其特点是：

多样性:即不同种类的细胞有不同的信号转导系统。耦联性:与细胞增殖、分化的信号转导系统在某些环节上有交叉、耦联。同一因素条件不同,去向不一同一性:即不同的凋亡诱导因素可通过同一信号转导系统触发细胞凋亡。如TNF、电离辐射、Fas抗原均可通过神经酰胺途径触发凋亡。多途性:同一凋亡因素可以通过多条信号转导途径触发凋亡。如：糖皮质激素可通过神经酰胺、胞内

Ca2+及cAMP/PKA信号系统引起淋巴细胞凋亡凋亡过程与调控(二)细胞凋亡信号的转导细胞33凋亡过程与调控细胞凋亡信号的转导途径

胞内Ca2+信号系统细胞凋亡时，[Ca2+]i上升。用Ca2+载体A23187升高B淋巴细胞[Ca2+]i，可诱导凋亡；用钙络合剂降低细胞[Ca2+]i，可阻止细胞凋亡。胞内Ca2+升高激活Ca2+依赖性谷氨酰胺转移酶、活化核转录因子等触发细胞凋亡。

cAMP/PKA信号系统细胞内cAMP升高可激活cAMP依赖的PKA，使其靶蛋白上某些氨基酸（苏、丝氨酸）残基磷酸化，从而改变蛋白质的功能。用dbcAMP可诱发细胞凋亡。凋亡过程与调控细胞凋亡信号的转导途径胞内Ca2+信号系统34凋亡过程与调控细胞凋亡信号的转导途径Fas蛋白/Fas配体信号系统Fas蛋白是细胞膜上跨膜蛋白，属于TNF受体家族。Fas蛋白介导细胞凋亡可能的信号转导机制是：Fas配体或抗Fas抗体与Fas蛋白结合，使神经鞘磷脂酶活性升高，分解神经鞘磷脂产生神经酰胺，神经酰胺作为第二信使激活相应蛋白酶，从而诱导细胞凋亡。抗Fas抗体或TNF与Fas蛋白结合,可激活ICE样caspase，降解H1组蛋白,是染色体松弛,DNA链舒展而暴露DNase酶切位点,DNA容易被切割。Fas蛋白被激活后可通过胞内Ca2+信号系统转递死亡信息而导致细胞凋亡。

凋亡过程与调控细胞凋亡信号的转导途径Fas蛋白/Fas配体信35死亡受体介导的信号途径mFasL:cell-membrane-boundFasLsFasL:solubleFasL死亡受体介导的信号途径mFasL:cell-membr36凋亡过程与调控细胞凋亡信号的转导途径

神经酰胺信号系统是一类新型第二信使,具有介导细胞凋亡的作用。神经鞘磷脂酶神经鞘磷脂神经酰胺蛋白激酶基因转录TNFαFas抗原电离辐射糖皮质激素受体IκB-pIκBNF-κB-NF-κB入核神经酰胺的水解产物鞘氨醇在激酶作用下形成1-磷酸鞘氨醇(SPP),SPP传递细胞增殖信号，故有抗凋亡作用。凋亡过程与调控细胞凋亡信号的转导途径神经酰胺信号系统神经鞘37凋亡过程与调控细胞凋亡信号的转导途径二酰甘油/蛋白酶C（PKC）信号系统二酰甘油是磷脂酰肌醇和磷脂酰胆碱在磷脂酶C催化产生的一种第二信使,是PKC内源性激活物PKC由三种同工酶组成，其中PKCβ1与凋亡关系密切。活化PKCβ1可诱导u937白血病细胞凋亡。抑制PKC活性,同时也可抑制糖皮质激素诱导的小鼠胸腺细胞凋亡。酪氨酸蛋白激酶（PTK）信号系统PTK所介导的信号系统对细胞凋亡起重要负调控作用。此途径被阻断可引起细胞凋亡。凋亡过程与调控细胞凋亡信号的转导途径二酰甘油/蛋白酶C（PK38凋亡过程与调控细胞凋亡信号的转导途径生长因子受体TPKCrb2（含有SH2区）Sos（具有鸟苷酸交换因子活性）Ras（GTP置换GDP）Raf（MAPKKK）MEK（MAPKK）MAPK靶蛋白磷酸化促进细胞分化转录因子磷酸化靶基因转录(EGF、PDGF)凋亡过程与调控细胞凋亡信号的转导途径生长因子受体TPKCrb39

在进化过程中控制细胞生死的程序已经以基因的形式存储于细胞中。细胞内存在凋亡基因，同样也存在抑制凋亡的基因。目前，细胞凋亡的相关基因多达数十种，根据功能分为三类：抑制凋亡基因：Bcl-2，EIB，IAP促进凋亡基因：wtP53，Bax，ICE双向调控基因：c-myc，Bclx凋亡过程与调控(三)凋亡相关基因在进化过程中控制细胞生死的程序已经以基因的形式40

Bcl-2（

Bcelllymphoma/leukemia-2基因的缩写）人的Bcl-2蛋白由229aa组成，分布在线粒体内膜,细胞膜内表面,内质网,核膜等存在造血、上皮、淋巴、神经细胞及多种瘤细胞Bcl-2高度表达能抑制多种诱导因素诱发的凋亡

抗凋亡的主要机制直接的抗氧化抑制线粒体释放促凋亡蛋白质(细胞色素C、AIF）抑制促凋亡性调节蛋白Bax、Bak的细胞毒作用抑制凋亡蛋白酶（caspases）的激活维持细胞钙稳态凋亡过程与调控抑制凋亡基因Bcl-2（Bcelllymphoma/leukem41P53wtP53基因能诱导细胞凋亡,该基因突变抑制凋亡P53蛋白是一种DNA结合蛋白,在细胞周期的G1期发挥检查点功能,检查DNA是否有损伤,一但发现有缺陷的DNA,它就刺激CIP(CDK-interactingprotein-1)的表达,阻止细胞进入细胞周期,并启动DNA修复机制;如修复失败,P53则启动细胞凋亡机制.P53有“分子警察”之称。凋亡过程与调控促凋亡基因P53凋亡过程与调控促凋亡基因42G1SG2MCyclinA+CDKCyckinA+CDK1CyclinBCyclinDp53Bax+Bcl-2↓molecularpoliceman?BlockingIGF+RG1SG2MCyclinA+CDKCyckinA+CDK43c-myc、Bcl-x凋亡过程与调控双向调控基因c-myc增殖基因凋亡基因转录调节因子依赖GFBcl-XL抑制凋亡Bcl-Xs促进凋亡Bcl-xc-myc蛋白c-myc、Bcl-x凋亡过程与调控双向调控基因c-my44第三节细胞凋亡的发生机制氧化损伤钙稳态失衡线粒体损伤凋亡过程与调控第三节细胞凋亡的发生机制氧化损伤凋亡过程与调控45发生机制一、氧化损伤氧自由基化学性质活泼,造成生物大分子(核酸、蛋白质、脂质)的氧化损伤，形成严重的氧化应激状态，诱导细胞凋亡。氧化应激引起凋亡的可能机制：1.OFR引起的DNA损伤可激活P53基因；2.OFR引起的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；3.OFR引起生物膜脂质过氧化，直接造成细胞膜损伤可诱导凋亡；氧化的产物过氧羟基24碳四烯酸有诱发凋亡的作用。发生机制一、氧化损伤氧自由基化学性质活泼,造成生物大分子(核46发生机制一、氧化损伤氧化应激引起凋亡的可能机制：4.氧化应激可激活Ca2+/Mg2+依赖的核酸内切酶导致细胞凋亡,也可产生膜的发泡现象；5.氧化应激引起细胞膜结构破坏,膜通透性增加,使Ca2+内流增加,诱导细胞凋亡；OFR引起线粒体膜的损害导致通透性和膜电位变化,也可诱导细胞凋亡；6.氧化应激活化核转录因子NF-κB和AP-1，加速细胞凋亡相关基因表达，诱发细胞凋亡。发生机制一、氧化损伤氧化应激引起凋亡的可能机制：47发生机制细胞钙稳态失衡是细胞凋亡的重要机制之一。TNF-α、抗CD3抗体等所引起的细胞凋亡是钙依赖过程。钙钙稳态失衡参与多种凋亡相关疾病的发病。钙稳态失衡引起细胞凋亡的可能机制：激活Ca2+/Mg2+依赖核酸内切酶，降解DNA链激活谷氨酰胺转移酶,催化细胞内蛋白肽链间的酰基转移,促使细胞骨架蛋白分子间交联,有利于凋亡小体形成；激活NF-κB，加速细胞凋亡相关基因转录；在ATP配合下使DNA链舒展，暴露出核小体连接区的酶切位点，有利于DNase切割DNA。二、钙稳态失衡发生机制细胞钙稳态失衡是细胞凋亡的重要机制之一。二、钙稳态失48发生机制细胞凋亡时,线粒体超微结构基本正常,但功能降低功能变化是：内膜通透性增大,跨膜电位(△ψm)下降,能量合成显著降低。各种凋亡诱导因素使△ψm降低，线粒体内、外膜之间的通透性转换孔（PTP）开放，使细胞凋亡的启动因子释放出来，导致细胞凋亡。三、线粒体损伤发生机制细胞凋亡时,线粒体超微结构基本正常,但功能降低三、49细胞凋亡与疾病—病理学课件50发生机制Ca2+NO缺血缺氧原卟啉活性氧线粒体△ψm↓线粒体PTP开放Apaf＋Cyt.CAIF无活性DNase活化DNaseCaspases-3酶原细胞凋亡Bcl-2Caspases-9酶原Caspases-9Caspases-3蛋白质水解DNA断裂Caspases抑制剂(＋)(－)(－)(－)(－)(＋)(＋)(＋)(基因编码的50kD的膜间蛋白)发生机制Ca2+线粒体△ψm↓线粒体PTP开放Apaf＋Cy51氧化损伤钙稳态失衡线粒体损伤恶性网络假说(deleteriousnetworkhypothesis)

细胞凋亡氧化损伤钙稳态失衡线粒体损伤恶性网络假说(deleterio52第四节细胞凋亡与疾病细胞凋亡是机体维持细胞群体数量稳态的重要方式，但细胞凋亡不足或/和凋亡过度,均可成为某些疾病的重要发病机制。细胞凋亡不足肿瘤、自身免疫病细胞凋亡过度心血管病、神经元退行性疾病、病毒感染细胞凋亡不足与过度并存动脉粥样硬化第四节细胞凋亡与疾病细胞凋亡是机体维持细531.肿瘤细胞增殖过度是肿瘤发病机制之一,细胞凋亡受抑、细胞死亡不足是肿瘤发生另一机制,其结果将导致病变组织内肿瘤细胞存活时间延长,存活大于死亡，肿瘤细胞数目的净增长加大。Bcl-2基因过度表达多种肿瘤如前列腺癌、结肠癌等Bcl-2表达高于周围正常组织,提示肿瘤与细胞凋亡减弱有关。P53基因突变或缺失细胞凋亡减弱,肿瘤发生率上升。非小细胞肺癌P53基因突变率大于50%,小细胞肺癌高于80%一、细胞凋亡不足1.肿瘤一、细胞凋亡不足542.自身免疫病

主要特征是自身抗原受到自身抗体或致敏T淋巴细胞的攻击，造成器官和组织损伤。

——胸腺对T细胞正负选择障碍正选择：与非已抗原-MHC抗原结合的TcR的单阳性细胞保留存活，进入外周T细胞库。负选择：与自身抗原-MHC抗原结合的TcR的双阳性细胞通过凋亡而被清除。一、细胞凋亡不足2.自身免疫病一、细胞凋亡不足552.自身免疫病

如果胸腺负选择机制失调，使针对自身抗原的T细胞存活并增殖，进而攻击自身组织将导致自身免疫病。因此，自身免疫病的发生是由于自身免疫性T细胞凋亡不足所致。糖皮质激素能诱导那些异常存活的自身免疫性T细胞凋亡，是治疗自身免疫病的有效药物。一、细胞凋亡不足2.自身免疫病一、细胞凋亡不足561.心肌缺血与缺血-再灌注损伤坏死与凋亡并存,其特点是：缺血早期以凋亡为主，晚期以坏死为主；梗死灶中央以坏死为主，周边以凋亡为主；轻度缺血以凋亡为主，重度缺血常发生坏死；在一定时间范围内，缺血-再灌注损伤时发生的细胞凋亡比同时间的单纯缺血更严重；急性、严重心肌缺血以坏死为主，而慢性、轻度心肌缺血则发生细胞凋亡。二、细胞凋亡过度(一)心血管疾病1.心肌缺血与缺血-再灌注损伤二、细胞凋亡过度(一)心57心肌缺血与缺血-再灌注损伤心肌缺血或缺血-再灌注损伤引起细胞凋亡的机制与下列因素有关：氧化应激:SOD可减少心肌细胞的凋亡缺血或缺氧可引起Fas显著上调，通过与Fas配体反应导致细胞凋亡；缺血或缺氧可激活P53基因，增强转录。二、细胞凋亡过度(一)心血管疾病心肌缺血与缺血-再灌注损伤二、细胞凋亡过度(一)心血管疾病582.心力衰竭研究表明，心肌细胞凋亡造成心肌细胞数量的减少，可能是心力衰竭发生、发展的原因之一心肌细胞凋亡增加的机制：与心衰过程中诸多因素有关，如氧化应激、负荷过重、神经-内分泌失调、细胞因子增多、缺血、缺氧等有关阻断诱导心肌细胞凋亡的信号和/或阻断将这些信号与死亡程序连接起来的通道，将有助于阻遏心肌细胞凋亡。二、细胞凋亡过度(一)心血管疾病2.心力衰竭二、细胞凋亡过度(一)心血管疾病59对来自心衰病人心肌标本的研究证实，心肌的凋亡指数高35.5%，而对照仅为0.2~0.4%。凋亡指数是指发生凋亡的细胞核数/每100个细胞核对来自心衰病人心肌标本的研究证实，心肌的凋亡指数高35.5%60阿尔茨海默病(Alzheimer’sdisease,AD)神经元丧失:主要是凋亡所致.海马及基底神经核的胆碱能神经元丧失达到30%～50%,有时高达90%,大脑皮层也有不同程度的神经元丧失。病理变化：大脑皮质广泛萎缩,脑沟变宽,脑回变窄，脑室扩大，脑实质有大量β淀粉样蛋白沉积及神经原纤维缠结等。诱导凋亡因素:β淀粉样蛋白、钙超载、氧化应激、神经生长因子分泌不足等。二、细胞凋亡过度(二)神经元退行性疾病阿尔茨海默病(Alzheimer’sdisease,AD)613.阿尔茨海默病

发生机制：诱导因素作用于神经原元→Ca2+内流↑→激活与β淀粉样蛋白合成有关基因，神经元使β淀粉样蛋白含量增加→神经元凋亡若能阻抑胞内游离［Ca2+］的上升或清除氧自由基，就有可能阻断神经元凋亡。如钙拮抗剂能延缓神经元的死亡，使AD患者症状改善，而抗氧化剂VitE也有类似作用。二、细胞凋亡过度(二)神经元退行性疾病3.阿尔茨海默病二、细胞凋亡过度(二)神经元退行性疾病62HIV感染引起的AIDSAIDS发病机制：HIV感染引起CD4+淋巴细胞选择性破坏,导致CD4+淋巴细胞显著减少,相关免疫功能缺陷。HIV感染引起CD4+淋巴细胞凋亡的机制：gp120糖蛋白:感染HIV的宿主细胞膜上可表达gp120糖蛋白，而CD4+淋巴细胞表面有这种蛋白的受体，当gp120与CD4+分子结合后即可触发CD4+淋巴细胞凋亡。二、细胞凋亡过度(三)病毒感染HIV感染引起的AIDS二、细胞凋亡过度(三)病毒感染63病毒感染AIDSHIVCD4＋淋巴细胞凋亡病毒感染64合胞体形成：受HIV感染的CD4+淋巴细胞可逐步融合成合胞体(syncytia)或多核巨细胞，合胞体在形成过程中或形成后即可发生凋亡解体。HIV感染引起CD4+淋巴细胞凋亡的机制：合胞体ApoptosisbodyCD4+Tcell合胞体形成：受HIV感染的CD4+淋巴细胞可逐步融合成合胞65Fas基因表达上调：HIV感染可使CD4+淋巴细胞的Fas基因表达上调，使CD4+淋巴细胞对Fas介导的凋亡敏感性增强；HIV感染引起CD4+淋巴细胞凋亡的机制：Fas-R

CD4+TcellFasLFas基因表达上调：HIV感染可使CD4+淋巴细胞的F66T细胞激活：在HIV感染时被激活的CD4+淋巴细胞不发生增殖,反而发生凋亡(称为激活诱导的细胞死亡)。T淋巴细胞的激活与凋亡有部分共同的信号传递系统，一旦该系统启动后，细胞是增殖或是凋亡，取决于所处环境中是否有足够的淋巴细胞生长因子，有则发生增殖，否则发生凋亡。由于HIV的侵袭，淋巴细胞生长因子的生成减少，因此导致已激活的CD4+淋巴细胞发生凋亡。HIV感染引起CD4+淋巴细胞凋亡的机制：T细胞激活：在HIV感染时被激活的CD4+淋巴细胞不发生67细胞因子：受HIV感染的巨噬细胞分泌TNF增多，与TNF受体-1(死亡受体)结合而启动死亡程序，也可刺激CD4+淋巴细胞产生氧自由基，通过氧化应激而触发细胞凋亡。HIV感染引起CD4+淋巴细胞凋亡的机制：TNF-RM

OFRHostcellCD4+TcellTNF细胞因子：受HIV感染的巨噬细胞分泌TNF增多，与TNF68tat蛋白：受HIV感染的细胞可产生tat蛋白，tat蛋白进入CD4+淋巴细胞后，可诱导细胞产生氧自由基，增强Fas抗原的表达而提高对细胞凋亡的易感性。HIV感染引起CD4+淋巴细胞凋亡的机制：OFRtatHostcellCD4+TcellFas-R

tat蛋白：受HIV感染的细胞可产生tat蛋白，tat蛋白进69HIV慢性感染阶段，受感染的CD4+淋巴细胞可作为效应细胞，而未感染的CD4+淋巴细胞作为其靶细胞而被诱导凋亡。HIV感染引起CD4+淋巴细胞凋亡的机制：效靶效应CD4+TcellHIV慢性感染阶段，受感染的CD4+淋巴细胞可作为效应细胞，70细胞凋亡在AIDS发病过程中具有一定保护意义，通过凋亡可使整合于宿主细胞的病毒DNA降解,终止病毒复制及扩散，但CD4+淋巴细胞大量凋亡导致的免疫功能低下远远超过这种保护作用。因此在抗病毒的同时,阻止CD4+淋巴细胞的凋亡是非常重要的。HIV感染引起CD4+淋巴细胞凋亡的机制：细胞凋亡在AIDS发病过程中具有一定保护意义，通过凋亡71动脉粥样硬化(AS)内皮细胞凋亡过度：

由于LDL升高、血小板激活、AT-Ⅱ、高血压等因素可促使内皮细胞凋亡，内皮屏障作用减弱,有利于脂质沉积形成粥样斑块，加速AS发展；血管平滑肌细胞凋亡不足：AS过程中,血管平滑肌细胞增殖升高。为了抵抗平滑肌增殖过度,防止血管壁增厚,血管平滑肌细胞凋亡也增强,但血管平滑肌细胞的增殖始终占主导地位。增殖大于凋亡,使血管壁增厚。因此,促进血管平滑肌细胞凋亡防止过度增殖是抗AS的新思路。三、细胞凋亡不足与过度并存动脉粥样硬化(AS)三、细胞凋亡不足与过度并存72AS发病机制图解内皮凋亡↑平滑肌凋亡不足oxLDL↑activatedplt↑AgIIhypertension内皮屏障↓平滑肌增殖>凋亡脂质沉积血管壁增厚AS发病机制图解oxLDL↑内皮屏障↓平滑肌增殖>凋亡脂73第五节细胞凋亡在疾病防治中的意义凋亡过程与调控一、合理利用凋亡相关因素低剂量照射诱导T细胞白血病细胞凋亡应用TNFα诱导凋亡治疗某些肿瘤。机制：抑制Bcl-2抗凋亡作用激活ICE，促进凋亡细胞解体引发氧化应激，增强P53的抗凋亡作用高热或高温诱导肿瘤细胞的凋亡。NGF治疗老年性痴呆切除睾丸治疗前列腺癌第五节细胞凋亡在疾病防治中的意义凋亡过程与调控一、合理利74凋亡过程与调控二、干预凋亡信号转导应用药物、凋亡信号转导系统中的酶类、代谢产物等干预凋亡信号转导，促进该凋亡的细胞凋亡，用于调亡相关疾病的治疗。阿霉素刺激肿瘤细胞Fas/FasL表达，促进凋亡SPP具有传递增殖信号拮抗凋亡作用，可用于治疗AIDS，老年性痴呆。第五节细胞凋亡在疾病防治中的意义凋亡过程与调控二、干预凋亡信号转导第五节细胞凋亡在疾病防75三、调节凋亡相关基因

运用分子生物学手段人为地控制凋亡相关基因的表达，便可能控制凋亡过程。用各种载体(如：腺病毒、逆转录病毒或脂质体)将野生型P53基因导入P53基因发生突变的肿瘤细胞内，恢复“分子警察”的职责，诱导肿瘤细胞凋亡。用“基因封条”即反义DNA，来抑制Bcl-2表达，提高对抗癌药物的敏感性。第五节细胞凋亡在疾病防治中的意义三、调节凋亡相关基因第五节细胞凋亡在疾病防治中的意义76四、控制凋亡相关的酶

核酸内切酶和caspases是凋亡执行阶段的关键酶。若能抑制它们的活性，细胞凋亡过程必然受阻；反之，则加速。降低细胞内、外Ca2+浓度，抑制DNase激活，使细胞凋亡受阻；反之，利用Ca2+载体提升细胞内