2022年医学专题—介导细胞凋亡的信号通路(1).ppt

第一(dy)讲：介导细胞凋亡的信号通路,第一页，共三十六页。,课题内容：1、细胞凋亡的概念2、细胞凋亡的生物学特征(tzhng)3、细胞凋亡的过程及机制（介导细胞凋亡的信号通路，重点讲：线粒体介导的细胞凋亡途径）,第二页，共三十六页。,一、概念：细胞凋亡(dio wn)是指为维持内环境稳定，由基因控制的细胞自主的有序的死亡。不是一件被动的过程，而是主动过程。即细胞程序性死亡（programmed cell death，PCD）,第三页，共三十六页。,细胞凋亡与坏死(hui s)的区别,第四页，共三十六页。,第五页，共三十六页。,凋亡(dio wn)时细胞的形态学改变,空泡化,固缩,出芽(ch y),边集,凋亡(dio wn)小体,1、形态学特征：,二、细胞凋亡的生物学特征,第六页，共三十六页。,2、生化(shn hu)特征：,胞浆内Ca2+浓度升高。DNA内切酶活性被激活升高，双链DNA在核小体之间切断形成(xngchng)10185bp为基数的有序片段。型谷氨酰胺转移酶和需钙蛋白酶（Calpain）活性升高。,第七页，共三十六页。,细胞凋亡的生化(shn hu)改变,DNA的片段(pin dun)化断裂 蛋白质的降解,典型凋亡(dio wn)细胞DNA琼脂糖凝胶电泳（呈现梯状条带）,第八页，共三十六页。,三、细胞(xbo)凋亡的过程及机制,接受凋亡信号 凋亡调控分子间的相互作用 蛋白(dnbi)水解酶（caspases）的活化 凋亡的级联反应,第九页，共三十六页。,重点(zhngdin)：介导细胞凋亡的信号通路机制,信号通路(tngl)（哺乳动物）,受体介导的细胞凋亡途径传统(chuntng)信号介导线粒体介导其他介导途径,线粒体在细胞凋亡中发挥着主开关的作用,被形象地称为细胞凋亡的“燃烧室”，也是细胞凋亡的又一“战场”。,第十页，共三十六页。,第十一页，共三十六页。,线粒体控制细胞(xbo)死亡的证据,在细胞死亡前都有线粒体膜通透性改变原凋亡效应物（proapoptotic effectors）可作用于线粒体膜；Bcl-2家族中抑制凋亡的成员能与线粒体膜蛋白产生交叉反应，而抑制细胞凋亡；通过特异性药物抑制线粒体膜的通透性可阻止或延缓细胞死亡；无细胞系统（cell-free system）已分离出一些(yxi)线粒体蛋白，它们具有水解酶（如caspase和nuclease）活性。,第十二页，共三十六页。,线粒体介导的细胞凋亡(dio wn)途径,一、关键(gunjin)分子：cytc（细胞色素C）,幻灯片25,细胞色素C的释放是凋亡发生(fshng)的关键事件，也是线粒体参与凋亡的主要方式,第十三页，共三十六页。,线粒体外膜通透性增高(znggo),胞质中出现(chxin)Cyt C,与细胞(xbo)浆中成分作用,激活caspases,诱导细胞凋亡的发生如染色质浓缩和核碎裂,第十四页，共三十六页。,cytc释放(shfng)的具体机制有两种途径：,（一）、线粒体释放cyto c,受Bcl-2 蛋白 家族(jiz)调控 幻灯片 32,1、Bcl-2、Bcxl 与VDAC结合,通道关闭(gunb);（备注：VDAC 是外膜离子通道，也是cyto c 释放的通道）2、Bax、Bak 能加速VDAC 开放,cytc释放。,第十五页，共三十六页。,细胞凋亡(dio wn)的两条通路：膜受体通路、线粒体通路,第十六页，共三十六页。,3.P53与细胞凋亡（肿瘤抑制基因(jyn)）P53的产物主要存在于细胞核内，在依赖P53蛋白的细胞凋亡中，P53基因是通过调节Bc1-2和Bax基因的表达来影响细胞凋亡的。P53蛋白能特异地抑制Bc1-2的表达，相反对Bax的表达则有明显的促进作用。研究表明，P53蛋白是Bax基因的直接的转录活化因子。在这些细胞中，P53蛋白的积累和活动引起了细胞凋亡。,第十七页，共三十六页。,第十八页，共三十六页。,4、活性氧（ROS）的生成增加(zngji)、Ca 2+内流增加也以促进Cyt C的释放，从而导致细胞损伤。,第十九页，共三十六页。,二、线粒体通透性转换(zhunhun)孔(PTP)开放,线粒体通透性转换(zhunhun)孔(PTP)开放,膜电位崩溃(bngku)、外膜破裂,内膜通透性增加,线粒体基质膨胀,外膜皱襞少，表面积小，易破裂,释放膜间促凋亡蛋白,诱导细胞凋亡,第二十页，共三十六页。,第二十一页，共三十六页。,三、线粒体介导的细胞凋亡(dio wn)的其他途径：,1、射线或神经酰胺等，破坏线粒体内电子 传递和能量代谢，细胞凋亡。2、释放DPF（death promoting factor）即死亡促进因子。3、释放氧自由基4、线粒体膜渗透性改变(gibin)，线粒体内高渗 状态细胞骨架蛋白受压凋亡,第二十二页，共三十六页。,知识拓展(tu zhn)：细胞凋亡与人类疾病,细胞凋亡受抑制有关的疾病 恶性肿瘤:滤泡性淋巴瘤、乳腺癌、等白血病 自身免疫性疾病：系统性红斑狼疮、肾炎 病毒感染性疾病：腺病毒病、庖疹病毒病细胞凋亡增多有关的疾病 艾滋病：神经变性(binxng)性疾病：早老性迟呆、帕金森病、小 脑退化病 骨髓发育不全性疾病 缺血性疾病,第二十三页，共三十六页。,各抒己见(g sh j jin)：,如何辩证(binzhng)的看待细胞凋亡的意义，以及研究细胞凋亡的信号通路的前景，你能说一说吗？,第二十四页，共三十六页。,谢谢(xi xie),第二十五页，共三十六页。,一、死亡受体的信号(xnho)途径,参与死亡受体信号转导的接头蛋白：（死亡结构域蛋白death domain protein）TRADD：TNF受体相关死亡结构域蛋白TNF+TNFRI（死亡结构域）+TRADD细胞(xbo)凋亡FADD：Fas相关死亡结构域蛋白FasL+Fas（死亡结构域）+FADD 细胞凋亡RIP：受体相互作用蛋白CRADD：含有死亡结构域的caspase和RIP接头蛋白MADD：活化MAP激酶的死亡结构域蛋白,第二十六页，共三十六页。,细胞凋亡(dio wn)的膜受体通路,FASL+FAS+FADD 凋亡诱导复合物（DISC）胞质中游离的caspase8聚集到这个复合物上细胞有足够caspase8 细胞caspase8浓度不够 死亡受体活化，切割(qig)Bid tBid从胞质到线粒体 细胞凋亡 CtyC 释放,第二十七页，共三十六页。,二、传统(chuntng)传统(chuntng)信号介导的细胞凋亡,1、G蛋白信号途径(tjng)：2、cAMP信号途径：3、酶蛋白信号通路：4、Ca2+浓度与细胞凋亡：,第二十八页，共三十六页。,Mitochondria in Apoptosis,第二十九页，共三十六页。,四、其他途径：1、T细胞受体信号转导途径。2、粘附(zhn f)因子与细胞凋亡。3、活性氧与细胞凋亡。4、内质网介导的细胞凋亡。,第三十页，共三十六页。,cytc是第一种被发现的线粒体释放促凋亡蛋白，是线粒体呼吸链的重要组成部分(z chn b fn)。正常情况下cytc是一个定位于线粒体膜间隙的水溶性蛋白，稳定地结合于线粒体内膜，不能通过外膜。幻灯片 13,第三十一页，共三十六页。,备注：Bcl-2 蛋白家族的三级结构分析(fnx)显示,它们具有成孔道的结构域,Bcl2xl、Bcl-2、Bax、Bid 等均可结合到人工膜上,形成离子通道。幻灯片 15,第三十二页，共三十六页。,第三十三页，共三十六页。,1、Bcl-2 如在线粒体外膜上高表达,一方面 与Bid、Bax 结合,抑制cyto c 释放的正反 馈机制;另一方面,它有“质子泵”的功能,使 线粒体内呼吸产生的H+外泵至胞浆,维持跨膜电位m,减少活性氧 生成(shn chn),抑制凋亡。幻灯片 15,第三十四页，共三十六页。,2、在细胞存活状态下,Bax 以BH3 结构域与Bcl-2 及Bcl2xl 的BH3 结构域形成异质二聚体。当细胞内Bax 类型(lixng)的BH3 结构域增多时,或注入单纯的Bax BH3 结构域,或Bid、Bak、Bad 等表达增多，都能使Bax从异二聚体中解离出来,从胞浆转位至线粒体外膜上,引起促凋亡因子（cyto c）释放。幻灯片 15,第三十五页，共三十六页。,内容(nirng)总结,第一讲：。的过程，而是主动(zhdng)过程。DNA内切酶活性被激活升高，双链DNA在。无细胞系统（cell-free system）已分离出一些线粒体蛋白，它们具有水解酶（如caspase和nuclease）活性。细胞凋亡的两条通路：膜受体通路、线粒体通路。病毒感染性疾病：腺病毒病、庖疹病毒病。TNF+TNFRI（死亡结构域）+TRADD细胞凋亡。二、传统传统信号介导的细胞凋亡。幻灯片 15,第三十六页，共三十六页。,