细胞增殖分化异常与疾病课件

第二讲细胞增殖和分化异常与疾病AbnormalCellProliferation,ApoptosisandRelatedofDisease8细胞增殖分化异常与疾病3受精卵成人200多种细胞约1014个细胞1个细胞“细胞增殖”“细胞分化”8细胞增殖分化异常与疾病338细胞增殖分化异常与疾病3受精卵成人200多种细胞约1014个细胞1个细胞“细胞增殖”“细胞分化”“细胞凋亡”48细胞增殖分化异常与疾病3裸鼠的结肠癌病理模型复制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？8细胞增殖分化异常与疾病3AbnormalDifferentiationandDiseasesAbnormalProliferationandDiseases8细胞增殖分化异常与疾病3细胞增殖的概述细胞增殖异常与疾病细胞周期及其调控细胞周期调控异常与疾病调控细胞周期与疾病的防治78细胞增殖分化异常与疾病3细胞增殖(cellproliferation)细胞分化（celldifferentiation)

细胞通过生长和分裂使细胞数目增加,使子细胞获得和母细胞相同遗传特性的过程。

细胞通过分裂增殖产生结构和功能上有特定差异的子代细胞的过程。两者关系:相互关联但有所不同基因型相同细胞表型不同8细胞增殖分化异常与疾病3生命延续的保证生长发育的基础维持细胞数量稳态细胞增殖分化生物学意义

参与创伤修复98细胞增殖分化异常与疾病3细胞周期(cellcycle)指细胞从一次分裂结束，到下一次分裂终了的过程或间隔的时间。细胞增殖是通过细胞周期来实现G1期:DNA合成前期S期:DNA合成期G2期:DNA合成后期

M期:有丝分裂期8细胞增殖分化异常与疾病3图1细胞周期过程特点:

单向性阶段性检查点微环境影响机体活细胞分类:周期性细胞(连续分裂细胞)G0期细胞(休眠细胞)终端分化细胞(不分裂细胞)8细胞增殖分化异常与疾病32001年10月8日美国人Leland

Hartwell、英国人PaulNurse、Timothy

Hunt因对细胞周期调控机理的研究而荣获诺贝尔生理医学奖

利兰.哈特韦尔保罗.诺斯蒂莫西.亨特ControllingGenesCDKscyclins8细胞增殖分化异常与疾病3细胞周期的调控细胞周期自身调控细胞外信号对细胞周期的调控138细胞增殖分化异常与疾病3细胞周期自身调控CDKcyclinCDI检查机制驱动机制周期素依赖性蛋白激酶(cyclin

dependent

kinase)“引擎”“油门”“刹车”“检查站关卡”细胞周期检查点148细胞增殖分化异常与疾病3周期素(cyclin)“油门”特点:呈周期性波动功能:激活相应CDK，驱动该期前进Cyclin至少有8种，分三大类G1期cyclinS期cyclinG2/M期cyclin:cyclinD,E等:cyclinA等:cyclinB等8细胞增殖分化异常与疾病3性质:属丝氨酸/苏氨酸蛋白酶类型:CDK家族有9种成员（CDK1~9）

CDK的激活是细胞周期运行的直接动力

-CDK与相应的cyclin结合才能被激活-不同阶段有相应的cyclin/CDK

周期素依赖性激酶(CDK)“引擎”cyclinCDK8细胞增殖分化异常与疾病3Cyclin-CDK复合物及其相关蛋白

Cyclins相关CDKs细胞周期作用相关蛋白低物降解

ACDK1，CDK2S+G2,Mp107+E2F，p21，PCNARbubiquitinB(B1,B2)CDK1(cdc2)G2,Mp21,PCNARbubiquitinCCDK8G1--PESTD(D1-3)CDK4(2,5,6)G1Rb,p21,p27,p15,p16,PCNARbPESTECDK2G1+G1,Sp107+E2F,p21,PCNARbPESTF-S---G-G1---HCDK7G1,S,G2,M-CDK1,4,6-Cyclin周期变化图细胞增殖异常8细胞增殖分化异常与疾病3细胞增殖异常

【CDKs活化部位与抑制部位】CAK对CDK1活化部位磷酸化活化，同时伴有抑制部位去磷酸化。▲活化部位（CDK1Thr161）磷酸化▲抑制部位（CDK1Thr14、Tyr15）去磷酸化依赖P80cdc25酶作用▲CDK1与cyclinB1结合(Maturationpromotingfactor,MPF)启动M期▲CDK1与cyclinA结合启动G2期磷酸酶P80cdc25

【CDK活化与调控细胞周期】▲CDK2与cyclinE结合，CDK4、CDK6与cyclinD1、D2、D3结合

pRb磷酸化游离E2F释放↑启动G1期

DNA合成启动S期8细胞增殖分化异常与疾病3不同阶段的cyclin/CDK复合物CDK1/CycB8细胞增殖分化异常与疾病3CDK活性的影响因素①cyclin(正调节)Thr161的磷酸化（活性位点）Thr14和Tyr15去磷酸化(抑制位点）②某些氨基酸残基磷酸化状态④CDI(负调节)⑤泛素降解灭活CDK③CAK+8细胞增殖分化异常与疾病3Ink4Kip结构特点组成成员作用特点含一个重复结构域锚蛋白P16Ink4a

\P15Ink4b\P18Ink4c\P19Ink4d特异性地与CDK4/6结合,抑制激酶活性N端含一个保守的80个氨基酸序列P21wafl\P27kip1\P57kip2与cyclin/CDK复合物结合而抑制CDK周期素依赖性激酶抑制因子(CDI)“刹车”可特异性抑制CDK的活性218细胞增殖分化异常与疾病3DNA损伤检查点：G1/S、G2/M交界处DNA复制检查点：S/G2交界处纺锤体组装检查点：M/G0交界处

在生物进化过程中，细胞发展出一套保证细胞周期中DNA复制和染色体分配质量的检查机制。细胞周期检查点(checkpoint)“关卡”228细胞增殖分化异常与疾病3G1/S检查点S/G2期检查点

细胞周期检查点细胞凋亡失败细胞周期正常修复机制有问题成功探测器传感器效应器(CDK)质量情况G2/M检查点M/G0检查点DNA损伤238细胞增殖分化异常与疾病3P53促进CDI中的P21cip1表达当DNA损伤后，使P53磷酸化，磷酸化P53上调p21Cipl基因的转录，P21Cipl能与多种CDK-cyclin复合物结合，抑制CDKs的激活，阻滞G1/S的过渡，为DNA修复提供足够时间。【Checkmechanism】8细胞增殖分化异常与疾病3其它因素泛素(ubiquitin)依赖的蛋白溶解系统抑癌基因产物P53和Rb蛋白258细胞增殖分化异常与疾病3细胞外信号对细胞周期的调控促cyclinD的合成及下调CDI的合成抑制信号：TGF-β等增殖信号：肽类生长因子等下调cyclin和CDK等表达，诱导CDI产生G1期存在一个“限定点”（restrictionpoint），它决定细胞是否进入周期。这主要受细胞外信号的调控。8细胞增殖分化异常与疾病3pRbE2F细胞增殖异常8细胞增殖分化异常与疾病3丝/苏氨酸蛋白激酶型受体Smad2Smad4-PP-TGF-βTGFβR细胞膜胞浆胞核Smad4Smad2-P-PSmad2Smad4P-P-TGF-β途径对细胞增殖的负调控作用抑制增殖抑制CDK4的表达诱导CDI的产生288细胞增殖分化异常与疾病3-Checkpoint+驱动机制检查机制CDICyclin-CDK抑制信号-+增殖信号+

--

自身调控

胞外信号

调控细胞周期调控298细胞增殖分化异常与疾病3细胞周期调控异常细胞增殖过度细胞增殖缺陷疾病驱动机制异常检查机制障碍恶性肿瘤、家族性红细胞增多症、前列腺肥大等糖尿病肾病、神经退行性疾病、再生障碍性贫血等细胞周期调控异常与疾病308细胞增殖分化异常与疾病3细胞增殖过度与肿瘤肿瘤细胞恶性增殖的机制细胞周期调控异常与疾病318细胞增殖分化异常与疾病3驱动机制检查机制CDI-checkpointCDK4,6/cyclinDCDK2/cyclinECDK2/cyclinACDK1/cyclinBCyclin-CDK+细胞恶性增殖驱动力增强检查机制失灵肿瘤细胞恶性增殖的机制328细胞增殖分化异常与疾病31．细胞周期驱动机制失控

■Cyclins的过表达（Overexpressionofcyclins）肿瘤的发生与cyclin（D、E）过量表达有关。

【CyclinD1（Bcl-1）过表达原因】（原癌基因）

▲基因扩增（CyclinD1过表达的主要机制）乳腺癌、胃癌、食道癌存在CyclinD1基因扩增过度。细胞增殖异常▲染色体倒位（Chromosomeinversion）CyclinD1基因倒位于甲状旁腺启动子控制下CyclinD1蛋白合成↑

▲染色体易位（Chromosometranslocation)甲状旁腺腺癌Bcl-1t(11:14)(q13:q32)易位

CyclinD1受Ig重链基因增强子影响

CyclinD1表达↑（p15:q13）8细胞增殖分化异常与疾病3■CDK表达异常主要见于CDK4、CDK6过表达。CDK4↑+cyclinD结合↑CDK4/cyclinD↑CDKs表达↑

pRbpRb磷酸化↑细胞增殖过度

E2F↑G1/S过渡加速【CyclinD过表达致肿瘤机制】CyclinD过表达+生长因子

CDKs瀑布效应↑细胞增殖过度易发生细胞癌变细胞增殖异常▲基因突变CyclinD1T286突变CyclinD1泛素化受阻CyclinD1↑可能8细胞增殖分化异常与疾病3细胞增殖异常■CDI表达不足和突变

肿瘤细胞中常出现CDI（肿瘤抑制基因）表达不足或突变。

▲InK4失活

【p16InK4基因失活原因】

突变或缺失、染色体易位、p16InK4高度甲基化。

【Mechanism】p16InK4基因表达↓CDK4与cyclinD结合↓细胞周期处在“易于”被启动状态

易发生细胞癌变

可能8细胞增殖分化异常与疾病3细胞增殖异常正常

【Mechanism】

p53基因突变P21cip1转录↓DNA受损细胞增殖↑▲

Kip/Cip含量减少（DeficientexpressionofKip/Cip）

P21cipl功能cyclins/CDKs活性↓细胞周期速度↓增殖细胞核抗原（PCNA）阻滞DNA复制2.细胞周期监控机制受损(Impairmentofcheckpointsystem)

主要原因：G1/S、G2/M检查点异常失察结果：探测DNA损伤功能降低

（如发现不了DNA损伤，会导致基因缺失、易位、染色体重排等）

8细胞增殖分化异常与疾病3表人类肿瘤p53基因突变热点和频率肿瘤型突变频率（%）突变热点肿瘤型突变频率（%）突变热点肺癌56157，248，273前列腺癌30不确定结肠癌50175，245，248，273肝细胞癌45249食道癌45不确定胶质癌25175、248卵巢癌44273乳腺癌22175、248、273胰腺癌44273子宫内膜癌22248皮肤癌44248、278甲状腺癌13248、273胃癌41不确定白血病12175、248头颈鳞癌37248宫颈癌7273膀胱癌34280软组织肉瘤31不确定细胞增殖异常8细胞增殖分化异常与疾病3

■G2/M交界处失察

G2/M交界处

DNA双链断裂激活DNA损伤检查点阻止细胞进入M期诱导修复基因转录完成断裂的DNA修复

▲失去G2/M检查点的阻滞作用染色体发生重排、丢失细胞增殖异常8细胞增殖分化异常与疾病3黄芪和三七主要有效成分配伍对氧化损伤所致的ＰＣ１２细胞凋亡及其活性氧、线粒体膜电位的影响纳米雄黄对肺癌A549细胞增殖影响及其机制的探讨丹参酮ⅡA磺酸钠对胰腺癌BX-PC-3细胞系增殖与细胞周期调控因子表达的影响

8细胞增殖分化异常与疾病3细胞凋亡异常与疾病概述细胞凋亡的过程与调控细胞凋亡失调与疾病细胞凋亡与疾病的防治细胞凋亡异常的发生机制408细胞增殖分化异常与疾病3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悉尼·布雷诺尔罗伯特·霍维茨约翰·苏尔斯顿2002年诺贝尔生理与医学奖获得者►细胞凋亡大致过程(Theprocessofapoptosis)+cAMP、Ca2+、神经酰胺死亡信号凋亡诱导因素受体凋亡信号转导

凋亡基因激活

凋亡的执行

凋亡细胞清除

一、细胞凋亡的概述细胞凋亡的概念细胞凋亡异常►8细胞增殖分化异常与疾病3核固缩或碎裂凋亡小体形成

(apoptotsisbody)细胞皱缩出芽染色质边集炎症反应无炎症反应ApoptotsisbodynecrosisReleaseofintracellularcontentsInflammationapoptosis细胞肿胀细胞结构全面破坏细胞凋亡与坏死形态学改变的差别428细胞增殖分化异常与疾病3凋亡细胞(扫描电镜)凋亡细胞(透射电镜)APLApoptosis形态学改变（Themorphologiccharacteristicsofapoptosis）细胞凋亡异常8细胞增殖分化异常与疾病3细胞凋亡的生化改变内源性核酸内切酶的激活DNA片段化

DNA双链在核小体连接区被核酸内切酶切割而断裂成180-200bp或其整倍数的片段。凋亡蛋白酶caspase的激活448细胞增殖分化异常与疾病3核小体30nm染色质的基本结构DNA片段长度约为200bp酶切点458细胞增殖分化异常与疾病3细胞凋亡的生化改变内源性核酸内切酶的激活DNA片段化

DNA双链在核小体连接区被核酸内切酶切割而断裂成180-200bp或其整倍数的片段。电泳呈特征性的“梯”状条带(ladderpattern)468细胞增殖分化异常与疾病3“梯”状条带(ladderpattern)坏死条带8细胞增殖分化异常与疾病3细胞凋亡的生化改变:内源性核酸内切酶的激活凋亡蛋白酶caspase的激活灭活凋亡抑制蛋白分解与细胞骨架构成相关的蛋白直接作用于细胞结构使之解体瓦解核结构成核碎片含半胱氨酸的门冬氨酸特异水解酶

(cysteine-containingaspartate-specificprotease)8细胞增殖分化异常与疾病3■Caspase属于半胱氨酸蛋白酶家族，14个成员(Caspase1-14)。细胞凋亡异常■Caspase信号通路分类

上游（启动型）（Caspase-8-10）下游（效应型）（Caspase-3,-6,-7）（共同通路）▲

Caspase（Ced-3亚家族）死亡受体通路线粒体途径大小亚基结合（二聚体）

caspase活化（四聚体）■结构特点

Pro-caspase：NH2末端结构域、20KD亚基、10KD亚基剪切8细胞增殖分化异常与疾病3膜通透性↑、线粒体肿胀、△

m↓Apaf-1活化Cyt.c线粒体途径（Intrinsicormitochondrialpathway）

Ca2+NO缺血缺氧活性氧MPT开放Cyt.c+Pro-caspase-9Caspase-9ATPApaf-1+Apaf-1活化Cyt.cCARDapoptosome细胞凋亡异常

AIFcaspase-independentapoptosisPro-Caspase-3凋亡Caspase-38细胞增殖分化异常与疾病3Pro-caspase-2caspase-2Pro-caspase-6Caspase-6Pro-caspase-7caspase-7Pro-caspase-9ICAD（抑制性CAD）CAD（caspase活化DNA酶）CDA进入细胞核内降解DNA细胞凋亡剪切细胞内结构蛋白caspase-9

4．Activationofcaspase-3（共同通路）(Effectorcaspase)Caspase-3Pro-caspase-3细胞凋亡异常8细胞增殖分化异常与疾病3表1细胞凋亡与细胞坏死的比校

凋亡坏死性质生理性或病理性,特异性病理性,非特异性诱因较弱刺激强烈刺激凋亡小体

有无基因调控有无形态变化细胞皱缩，胞膜及细胞器相对完整，核固缩细胞肿胀,细胞结构全面破坏主动过程,有新蛋白合成被动过程,无新蛋白合成DNA电泳DNA片状不规则，电泳多呈涂抹状DNA片段化电泳呈“梯”状条带

无有

炎症反应生化特点8细胞增殖分化异常与疾病3细胞凋亡异常与疾病概述细胞凋亡的过程与调控细胞凋亡失调与疾病细胞凋亡与疾病的防治细胞凋亡异常的发生机制538细胞增殖分化异常与疾病3

细胞凋亡的过程与调控

凋亡信号

凋亡信号转导

凋亡相关基因激活

细胞凋亡的执行

凋亡细胞的清除548细胞增殖分化异常与疾病3apoptosis凋亡过程与调控凋亡过程+受体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执行凋亡凋亡细胞的清除8细胞增殖分化异常与疾病3apoptosis凋亡过程与调控凋亡过程Ⅰ受体cAMPCa2+神经酰胺凋亡相关基因激活信号转导细胞膜细胞核凋亡诱导因素+Dnase激活Caspases激活死亡信号8细胞增殖分化异常与疾病3apoptosis凋亡过程与调控凋亡过程ⅡDNase激活Caspases激活凋亡细胞的清除凋亡执行8细胞增殖分化异常与疾病3凋亡信号生理性凋亡信号激素或生长因子的直接作用病理性凋亡信号激素或生长因子的间接作用588细胞增殖分化异常与疾病3诱导性因素理化因素射线、化疗药微生物学因素细菌、病毒免疫性因素抑制性因素病理性凋亡信号化学促癌物质病毒EB病毒598细胞增殖分化异常与疾病3细胞凋亡信号的转导(transduction)死亡受体介导的凋亡通路内质网介导的凋亡通路线粒体介导的凋亡通路死亡受体介导的凋亡通路608细胞增殖分化异常与疾病3死亡受体--是一类通过与相应配体结合，传递细胞凋亡信号的膜受体配体：TNF-α、FasL、TRAIL等死亡受体介导的凋亡通路618细胞增殖分化异常与疾病3死亡受体介导的凋亡通路628细胞增殖分化异常与疾病3死亡受体介导的凋亡通路638细胞增殖分化异常与疾病3Fas细胞膜FasL肿瘤坏死因子受体家族Caspase-1降解H1组蛋白DNA暴露酶切位点胞外抗Fas抗体、免疫细胞表面的FasL及可溶性FasL等神经鞘磷脂酶活性神经酰胺激活蛋白激酶caspases级联反应Ca2+信号系统核酸内切酶细胞凋亡648细胞增殖分化异常与疾病3线粒体介导的凋亡通路由死亡受体非依赖的凋亡信号启动658细胞增殖分化异常与疾病3线粒体内外膜间通透性转换孔(PTP)开放

线粒体膜通透性增大

凋亡启动因子释放

细胞凋亡线粒体跨膜电位(ψm)凋亡诱导因素Ca2+、

NO、缺血、缺氧及活性氧等？线粒体介导的凋亡通路668细胞增殖分化异常与疾病3线粒体介导的凋亡通路Ca2+、

NO、缺血、缺氧及活性氧等678细胞增殖分化异常与疾病3线粒体介导的凋亡通路Ca2+、

NO、缺血、缺氧及活性氧等688细胞增殖分化异常与疾病3线粒体介导的凋亡通路Ca2+、

NO、缺血、缺氧及活性氧等698细胞增殖分化异常与疾病3Ca2+、

NO、缺血、缺氧及活性氧等死亡受体通路线粒体通路小结708细胞增殖分化异常与疾病3

凋亡相关基因的激活--凋亡相关基因按预定程序激活执行凋亡所需的各种酶类内源性核酸内切酶凋亡蛋白酶Caspases组织型转谷氨酰胺酶需钙蛋白酶可使肌动蛋白、纤维连接蛋白和粘附蛋白Ⅱ等交联形成僵硬不溶的蛋白，凋亡小体参与酶的活化和膜的再塑718细胞增殖分化异常与疾病3凋亡诱导因素信号转导启动凋亡程序凋亡双向调控基因C-myc抑制凋亡基因Bcl-2Bcl-XL-促进凋亡基因wtp53Bax+

凋亡的调控基因728细胞增殖分化异常与疾病3促凋亡基因wtP53细胞凋亡修复失败细胞阻滞于G1期缺陷的DNAwtP53CIP表达修复成功细胞周期“分子警察”?738细胞增殖分化异常与疾病3P53介导的凋亡反应模式P53BaxBcl-2Caspase-9Caspase3,6,7蛋白溶解细胞凋亡CtyCATPApaf-1线粒体BidFasDRSCaspase-8,10衔接子748细胞增殖分化异常与疾病3抑制凋亡基因Bcl-2

抗凋亡机制:抑制促凋亡性调节蛋白(Bax等)抑制caspases的激活抗氧化作用抑制线粒体释放促凋亡的蛋白维持细胞钙稳态即B细胞淋巴瘤/白血病-2基因(B

celllymphoma/leukemia-2，Bcl-2)8细胞增殖分化异常与疾病3C-myc(癌基因)

对细胞凋亡具有双向调节作用C-myc增殖

有GF凋亡无GF双向调控基因768细胞增殖分化异常与疾病3凋亡细胞的清除吞噬细胞受体对凋亡细胞识别（凋亡细胞有死亡标记）凝集素：识别细胞表面糖类Victronectin受体：由血小板反应蛋白介导磷脂酰丝氨酸受体：磷脂酰丝氨酸778细胞增殖分化异常与疾病3

凋亡信号凋亡信号转导凋亡相关基因激活细胞凋亡的执行凋亡细胞的清除小结：生理性凋亡信号病理性凋亡信号死亡受体介导的凋亡通路线粒体介导的凋亡通路内质网介导的凋亡通路激活执行凋亡所需的各种酶类内源性核酸内切酶

凋亡蛋白酶caspases等吞噬细胞凝集素的作用血小板反应蛋白介导吞噬磷脂酰丝氨酸受体的作用788细胞增殖分化异常与疾病3细胞凋亡与疾病概述细胞凋亡的过程与调控细胞凋亡失调与疾病细胞凋亡与疾病的防治细胞凋亡异常的发生机制798细胞增殖分化异常与疾病3细胞凋亡异常发生机制氧化损伤钙稳态失衡线粒体损伤死亡受体的激活808细胞增殖分化异常与疾病3超氧阴离子（O2-·）羟自由基（OH.）过氧化氢（H2O2）等氧化损伤氧化应激(oxidativestress)电离辐射等氧自由基生物大分子氧化损伤818细胞增殖分化异常与疾病3氧化应激致细胞凋亡的机制:引起钙稳态失衡及线粒体损伤促进凋亡基因的表达激活Ca2+/Mg2+依赖的核酸内切酶损伤DNA，激活P53基因脂质过氧化作用损伤细胞膜828细胞增殖分化异常与疾病3钙稳态失衡胞内Ca2+浓度升高TNF-α,抗CD3抗体等激活核酸内切酶激活谷氨酰胺转移酶Ca2+使DNA易被切割促凋亡基因表达细胞凋亡838细胞增殖分化异常与疾病3Ca2+、

NO、缺血、缺氧及活性氧等死亡受体通路线粒体通路线粒体损伤848细胞增殖分化异常与疾病3凋亡信号转导凋亡相关基因激活细胞凋亡的执行凋亡细胞的清除凋亡诱导因素(+)细胞凋亡异常发生机制氧化损伤钙稳态失衡线粒体损伤死亡受体的激活858细胞增殖分化异常与疾病3细胞凋亡失调与疾病细胞凋亡不足细胞凋亡过度细胞凋亡不足与过度并存“该死的细胞没死”“不该死的细胞死了”868细胞增殖分化异常与疾病3细胞凋亡不足肿瘤“该死的细胞没死”凋亡抑制Bcl-2基因表达增加P53基因突变或缺失细胞癌变增殖失控肿瘤形成878细胞增殖分化异常与疾病3病毒感染性疾病细胞凋亡不足“该死的细胞没死”肿瘤凋亡促进基因的P53失活凋亡抑制基因bcl-2的过表达灭活ICE痘病毒产生ICE的抑制物888细胞增殖分化异常与疾病3细胞凋亡过度心血管疾病心肌缺血与缺血-再灌注损伤“不该死的细胞死了”心肌细胞凋亡的可能机制：氧化应激缺血缺氧→死亡受体Fas表达显著上调缺氧→P53基因激活898细胞增殖分化异常与疾病3细胞凋亡过度心血管疾病心肌缺血与缺血-再灌注损伤心力衰竭病毒感染HIV感染SARS冠状病毒感染

神经元退行性疾病阿尔茨海默氏病帕金森氏病等“不该死的细胞死了”908细胞增殖分化异常与疾病3细胞凋亡抑制除了参与肿瘤的发病过程，也涉及癌细胞的转移发生。■异常融合蛋白慢性髓细胞性白血病（CML）染色体易位t(9；22)(Ph染色体)Bcr-abl融合基因

NF-B活化、细胞凋亡速率↓表达和产生p210Bcr-abl蛋白质

CML髓系祖细胞的克隆扩增肿瘤发生存在■病毒的癌基因HBV编码的HBX是Caspase-3的强效抑制物，与肝癌发生密切相关。细胞凋亡异常8细胞增殖分化异常与疾病3细胞凋亡不足与过度并存动脉粥样硬化(atherosclerosis,AS)致病因素血管内皮细胞凋亡过度平滑肌细胞凋亡相对不足粥样硬化灶形成928细胞增殖分化异常与疾病3细胞凋亡在疾病防治中的意义防治思路凋亡不足凋亡过度凋亡诱导因素凋亡信号转导凋亡相关基因激活细胞凋亡的执行诱导细胞凋亡抑制细胞凋亡(+)氧化损伤钙稳态失衡线粒体损伤(-)(-)938细胞增殖分化异常与疾病3细胞凋亡在疾病防治中的意义合理利用凋亡相关因素用外源性TNF诱导白血病细胞凋亡治疗白血病用神经生长因子治疗阿尔茨海默氏病948细胞增殖分化异常与疾病3细胞凋亡在疾病防治中的意义合理利用凋亡相关因素干预凋亡信号转导用阿霉素刺激肿瘤细胞表达Fas，促使肿瘤细胞凋亡用环胞霉素A阻抑线粒体跨膜电位下降和防止PTP开放防止细胞凋亡958细胞增殖分化异常与疾病3细胞凋亡在疾病防治中的意义合理利用凋亡相关因素干预凋亡信号转导调节凋亡相关基因向肿瘤细胞导入野生型p53基因，促使肿瘤细胞凋亡968细胞增殖分化异常与疾病3细胞凋亡在疾病防治中的意义合理利用凋亡相关因素干预凋亡信号转导调节凋亡相关基因控制凋亡相关的酶用锌抑制核酸内切酶和caspases

的活性治疗AD和AIDS用钙阻滞剂抑制核酸内切酶和

caspases防治缺血再灌注损伤978细胞增殖分化异常与疾病3■内源性核酸内切酶激活Ca2+/Mg2+增加核酸内切酶活性Zn2+抑制核酸内切酶活性■DNA片段化（DNAladdingpattern）

激活核酸内切酶核小体连接区发生DNA降解寡核小体片段（180～200bp的倍数）■钙超载（Calciumoverload）Ca2+载体A23187B淋巴细胞内[Ca2+]↑诱导B细胞凋亡（Ca2+在细胞凋亡中充当凋亡信号传递的角色）2.生化改变（Thebiochemicalcharacteristicsofapoptosis）细胞凋亡异常■细胞膜磷脂酰丝氨酸外翻（caspase激活、PKC活化、蛋白合成等）8细胞增殖分化异常与疾病3

►凋亡信号（Themainlyinducedfactorsofapoptosis）

Table：Influenceoffactorsofapoptosis

诱导性因素（Inducers）抑制性因素（Inhibitors）理化因素射线、高温、强酸、细胞因子IL-2、NGF等强碱、应激、抗癌药激素ACTH、睾丸酮、雌激素激素和因子糖皮质激素、TNF其它Zn2+、苯巴比妥、半胱氨免疫性因素CTL分泌的粒酶酸蛋白酶抑制剂、EBV、病原体因素HIV、HCV牛痘、病毒、中性氨基酸

细胞凋亡异常二、细胞凋亡的调控8细胞增殖分化异常与疾病3凋亡信号可通过下列环节诱导细胞凋亡1．氧化损伤（Oxidationdamage）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（Calciumoverload

）3．线粒体损伤（Mitochondriadamage）4．死亡受体的激活8细胞增殖分化异常与疾病3凋亡诱导信号等

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8细胞增殖分化异常与疾病38细胞增殖分化异常与疾病31．死亡受体通路（Extrinsicorcytoplasmicpathway）■死亡受体TNFR、Fas、DR3、DR4、DR5等是一类通过与相应配体结合，传递细胞凋亡信号的细胞膜蛋白。■通路（pathway）细胞凋亡异常FSALFADDPro-caspase-8Caspase-8Caspase-3Pro-caspase-3细胞凋亡生长因子、信号、Fas抗体FASFADD（Fas-associateddeathdomain）；DD（deathdomain）；DED（deatheffectordomain）。DEDDEDDDcaspase-10细胞凋亡►细胞凋亡信号的转导8细胞增殖分化异常与疾病3细胞凋亡异常c-FLIP:cellularFas-associateddeathdomain-likeIL-1beta-convertingenzymeinhibitoryprotein8细胞增殖分化异常与疾病3膜通透性↑、线粒体肿胀、△

m↓Apaf-1活化Cyt.c

2．线粒体途径（Intrinsicormitochondrialpathway）

Ca2+NO缺血缺氧活性氧MPT开放Cyt.c+Pro-caspase-9Caspase-9ATPApaf-1+Apaf-1活化Cyt.cCARDapoptosome细胞凋亡异常

AIFcaspase-independentapoptosisPro-Caspase-3凋亡Caspase-38细胞增殖分化异常与疾病3Pro-caspase-2caspase-2Pro-caspase-6Caspase-6Pro-caspase-7caspase-7Pro-caspase-9ICAD（抑制性CAD）CAD（caspase活化DNA酶）CDA进入细胞核内降解DNA细胞凋亡剪切细胞内结构蛋白caspase-9

4．Activationofcaspase-3（共同通路）(Effectorcaspase)Caspase-3Pro-caspase-3细胞凋亡异常8细胞增殖分化异常与疾病31.Caspases■Caspase属于半胱氨酸蛋白酶家族，14个成员(Caspase1-14)。细胞凋亡异常►细胞凋亡的执行■Caspase信号通路分类

上游（启动型）（Caspase-8-10）下游（效应型）（Caspase-3,-6,-7）（共同通路）▲

Caspase（Ced-3亚家族）死亡受体通路线粒体途径大小亚基结合（二聚体）

caspase活化（四聚体）■结构特点

Pro-caspase：NH2末端结构域、20KD亚基、10KD亚基剪切2.内源性核酸内切酶8细胞增殖分化异常与疾病3►细胞凋亡的调控机制表细胞凋亡的调控基因功能