生殖细胞中的细胞凋亡课件

目录一、细胞凋亡的概念三、雄性生殖细胞凋亡摘要二、细胞凋亡的途径四、雌性生殖细胞凋亡摘要五、生殖细胞凋亡现象个案展示六、细胞凋亡中的相关蛋白七、细胞凋亡的机理八、凋亡诱导因子目录一、细胞凋亡的概念三、雄性生殖细胞凋亡摘要二、细胞凋亡的1一、细胞凋亡的概念：一、细胞凋亡的概念：2细胞凋亡(Apoptosis)是一种由基因控制的细胞自主性死亡方式,是一种主动的、程序性的、细胞固有的生物学过程,又称细胞程序性死亡(PCD);是1972 年由Kerr 教授根据形态学特征首先提出的1。细胞凋亡与组织器官的发育,机体正常生理活动的维持,某些疾病的发生以及细胞恶变等过程均有关2概念:细胞凋亡(Apoptosis)是一种由基因控制的细胞自主3二、细胞凋亡的途径（一）、细胞凋亡的两条主要途径1、死亡受体介导的凋亡途径或外在途径(death receptor-mediated pathway 或extrinsic pathway)2、线粒体凋亡途径或内在途径(mitochondrial pathway 或intrinsicpathway)。虽然两条凋亡通路的上游事件(up-stream activation)不同2,但是它们最终都要激活共同的凋亡效应物,即特异的胱冬酶(caspase)。细胞凋亡受到严格调控,在正常细胞中胱冬酶处于非活化的酶原状态,凋亡程序一旦开始,胱冬酶被活化,随后发生凋亡蛋白酶的层叠级联反应,引发不可逆的凋亡。（二）、细胞凋亡的其它途径1、内质网介导的细胞凋亡途径内质网介导的细胞凋亡途径内质网介导细胞凋亡研究较多的有两种机制,为非折叠蛋白反应(unfolded p roteinreaction,UPR)和钙离子起始信号(caiciumsignallng)二、细胞凋亡的途径（一）、细胞凋亡的两条主要途径4哺乳动物睾丸内精子发生是一个复杂而精细的过程,这一过程需要许多精密的调节机制在其中起调控作用,凋亡便是其中一种调节机制。正常的精子发生过程中就存在自发的生殖细胞凋亡。睾丸内生殖细胞的凋亡可排除受到损伤或具有畸形染色体的生殖细胞,以保证遗传信息的准确传递;并可将生殖细胞的数量控制在支持细胞能够承受的范围内,以保证这些生殖细胞得到足够的营养和支持。然而过度凋亡会造成生殖细胞数量减少,使生成的精子数量降低,机体生育力下降。三、雄性生殖细胞凋亡睾丸生精细胞凋亡的影响因素哺乳动物睾丸内精子发生是一个复杂而精细的过程,这一过程需要许5在正常精子发生及成熟过程中,广泛存在生精细胞凋亡的现象,生精细胞的凋亡对生精过程具有重要的意义。机体通过凋亡来维持生精小管内环境中精子数量的平衡,这对于维持成熟精子的数量,保证精子的正常发育和成熟,确保睾丸发挥正常的生理机能是必需的。但在实际中,生精细胞的凋亡受许多内在和外在因素的影响。在正常精子发生及成熟过程中,广泛存在生精细胞凋亡的现象,生精细胞的凋亡对生精过程具有重要的意义。机体通过凋亡来维持生精小管内环境中精子数量的平衡,这对于维持成熟精子的数量,保证精子的正常发育和成熟,确保睾丸发挥正常的生理机能是必需的。但在实际中,生精细胞的凋亡受许多内在和外在因素的影响。1 激素影响（卵泡刺激素(FSH)、黄体生成素(LH)）实验研究表明,激素的变化与生殖细胞凋亡有关。睾丸内的睾酮主要是由间质细胞合成分泌的,因此间质细胞破坏或损伤时生精细胞的凋亡增加,且凋亡的发生与睾酮的分泌有明显的依赖性,出现凋亡的主要是粗线期、细线前期精母细胞。另有研究表明,睾酮对生精细胞凋亡的调控作用还受到其它激素和物理性因素的影响。FSH 对生精细胞凋亡的调控可能与支持细胞和睾酮有关,FSH可通过支持细胞调控生殖细胞的凋亡,FSH被拮抗或其水平下降,都能使生殖细胞发生凋亡,睾酮可增强FSH对生精细胞的调控作用。LH水平下降而引起睾酮下降时则凋亡明显,实验研究中发现生殖细胞的凋亡会随血清中睾酮水平的下降而增加,在正常精子发生及成熟过程中,广泛存在生精细胞凋亡的现象,生62 基因调控生精细胞凋亡的主要影响因素是基因调控。2.1 P53P53是一种抑癌基因,与细胞的生长、分化和死亡密切相关,正常P53基因具有促进细胞凋亡的作用,而突变型P53基因则抑制细胞凋亡。P53在睾丸中的表达量很高,特别是在分裂前细线期到粗线期精母细胞。有研究表明,缺乏P53表达的生殖细胞不易凋亡,是因为缺乏P53的粗线期精母细胞不能对减数分裂DNA重组中的错误进行修复,细胞不能进一步发展进行减数分裂而阻止了凋亡的发生。已有研究表明高温可通过P53途径诱导生精细胞凋亡,导致精子生成量的减少。2.2 Bcl-2Bcl-2 为细胞内主要凋亡调节因子,Bcl-2存在于动物的多种正常组织内,Bcl-2对凋亡具有抑制作用,它不能促进细胞增殖,但能延长细胞的生命期限。哺乳动物细胞的凋亡涉及内在和外在2个途径,在内在途径中,线粒体依赖的途径是热诱导小鼠生精细胞凋亡的关键途径,而Bcl2家族蛋白包括Bax、Bcl2等在此途径中起着重要的作用。2.3 Fas/FasL系统Miura等研究发现将小鼠睾丸和尾巴浸在43恒温水浴中15 min后,生精细胞的凋亡率明显增加,主要是由Fas/FasL系统介导的。还有研究发现具有支持细胞毒性的物质是通过Fas/FasL诱发睾丸生殖细胞凋亡的。2 基因调控72.4 hsp基因族表达蛋白hsp是一组广泛存在于原核和真核生物中高度保守的蛋白质,各类在小鼠等多种哺乳动物正常睾丸组织中有表达,作为生精细胞或体细胞的细胞成分存在,而可通过cmyc、p53、Bcl2等基因抑制或促进细胞的凋亡。有研究认为HSP70-2基因突变可使减数分裂后精子细胞缺失并导致不育。2.5 C-myc基因在有关转基因大鼠的研究中发现,C-myc基因的过度表达可以造成雄性大鼠的不育,而高能微波照射后可引起大鼠生精细胞C-myc蛋白表达,表明C-myc可能是高能微波照射导致凋亡的诱导因素。C-myc基因可以启动细胞增殖,抑制细胞分化,调节细胞周期及调控细胞凋亡,它的表达既可引起细胞增殖,又可促进细胞凋亡,这两种应答以何种为主取决于某些关键因子的存在与否。有学者在转基因大鼠的研究中发现,C-myc 的过度表达可以造成雄性大鼠的不育。此外,CREM基因、线粒体相关基因、iNOS 基因等都与细胞凋亡有关,肿瘤抑制基因Smad4与细胞凋亡密切相关,Narula等发现,Smad4 在转基因小鼠中过表达会导致生殖细胞凋亡,精子发生停止以及生精小管退化的现象。2.4 hsp基因族表达蛋白83 其它因素影响3.1 理化因素某些化学因素可直接或间接影响生殖细胞的凋亡。环磷酰胺、丝裂霉素C 和长春新硷都是临床常用抗癌药,他们均可引起大鼠和小鼠生精细胞凋亡。睾丸生精细胞凋亡对电离辐射敏感,很低剂量照射就可引起小鼠生精细胞凋亡增加。3.2 光、热刺激在对仓鼠的研究中发现,睾丸细胞凋亡是由于暴露于短白天而引起睾丸退化,而光刺激的睾丸生长又是与睾丸细胞凋亡的快速停止相联系的,尽管光介导的睾丸细胞增殖也可能发生,但是目前发现睾丸退化及恢复的过程中睾丸细胞凋亡起重要作用。4 展望睾丸生精细胞的凋亡已经引起了国内外学者的广泛关注,当前有关睾丸生精细胞凋亡的研究尚处于起步阶段。有关生殖细胞凋亡的多数研究是建立在动物实验的基础上,从细胞和分子水平阐明动物和人睾丸生殖细胞凋亡及调控机制的研究较少。随着对生殖细胞凋亡的深入研究,一方面可为男性生育力降低提供更多的治疗和对策,探讨男性的避孕方法和机制,最终在细胞和分子水平为临床男性生殖健康提供理论依据。另一方面,为制定环境毒物的安全接触限量提供科学的依据。3 其它因素影响9四、雌性生殖细胞中的细胞凋亡牛卵子发生过程中卵母细胞凋亡的调控机理就雌性生殖系而言,细胞凋亡是其发育过程中的一个重要组成部分。在母牛中,超过99.9%的雌性生殖细胞都会在卵子发生的不同阶段发生凋亡。本文主要综述了牛卵子发生过程中卵母细胞凋亡的现象、凋亡的分子机理等,同时还探讨了卵母细胞凋亡的途径。有资料表明细胞凋亡对于卵巢中的生殖细胞减少、卵泡闭锁和黄体溶解都起着重要作用。1 卵子发生过程中的卵母细胞凋亡已有许多试验证明2,母牛卵母细胞在发生过程中的大量死亡或丢失是属于细胞凋亡。目前认为,原始卵泡、初级卵泡和腔前卵泡闭锁主要是由卵细胞的凋亡引起的,而卵泡发育后期,除源于卵母细胞自身凋亡引起的以外,也有由于包围卵母细胞的颗粒细胞凋亡引起,如有腔卵泡及排卵前的成熟卵泡的闭锁即是由卵泡中颗粒细胞(granulose cells,GCs)的凋亡引起,这是一个由内分泌激素控制的凋亡过程。四、雌性生殖细胞中的细胞凋亡牛卵子发生过程中卵母细胞凋亡的调102 卵母细胞凋亡的分子机理目前人们对细胞凋亡的分子机理已掌握得比较清楚,各种不同的调控蛋白,如caspases(凋亡酶)、Bcl-2家族、线粒体释放的促凋亡因子和Apaf-21 等是如何决定细胞命运的分子框架都已被研究得很透彻。在胚胎性腺中存在着死亡信号(TNF-2、Fas 配体等)和存活信号(LIF、kit 配体等)。在这些信号的作用下,凋亡主要通过caspases、Bcl-2 等蛋白质家族的相互作用来实现。另外,组织型纤溶酶激活因子(tPA)蛋白介导的蛋白水解作用可能参与了卵母细胞的自身瓦解和清除过程。在很多中途发生闭锁的卵泡中,卵母细胞中tPA 活性很高,而健康卵泡的卵母细胞则tPA 活性很低。tPA与颗粒细胞中表达的抑制素相互作用,可能对卵泡破裂、成熟卵子的释放和未成熟卵子的闭锁均起作用。3 卵母细胞凋亡的途径细胞凋亡受体内外多种因素的影响,但各种因素诱导细胞凋亡与否,取决于细胞本身的遗传特性。细胞类型不同,其影响因素亦不相同。类型不同,其影响因素亦不相同。当母牛卵母细胞不能从环境中得到足够的存活因子时会导致细胞凋亡;当细胞减数分裂时发生配对错误或重组异常的配子时,凋亡能除去有缺陷的配子,而保留能正常进行减数分裂的配子,这是体内的质量监督机制;在配子发生期间,细胞还通过“自我牺牲(利他性)”凋亡来实现卵母细胞的发育和成熟。激素刺激也是发生卵母细胞凋亡的根本因素,不同的激素通过不同的第二信使途径调节生殖细胞凋亡。凋亡诱导基因及凋亡抑制基因表达的产物通过协同或拮抗作用维持一种动态平衡,控制卵母细胞凋亡。2 卵母细胞凋亡的分子机理11细胞凋亡的启动是细胞在感受到相应的信号刺激后胞内一系列控制开关的开启或关闭,不同的外界因素启动凋亡的方式不同,所引起的信号转导也不相同5。细胞凋亡的途径主要有两条,一条是通过胞外信号激活细胞内的凋亡酶(caspase);一条是通过线粒体释放凋亡酶激活因子激活caspase。这些活化的caspase 可将细胞内的重要蛋白降解,引起细胞凋亡。3.1 膜受体通路这是一条基本的通过DD 和FADD 的细胞凋亡调控途径。细胞表面的与凋亡相关受体属于肿瘤坏死因子受体(TNF receptor,TNFR)超家族,胞外有一个富含半胱氨酸的结构域,胞浆区有一由同源的氨基酸残基构成的结构,有蛋白水解功能,称“死亡区域”(death domain,DD)。已知的死亡受体有TNFR-1、Fas、DR3、DR4 和DR5 5 种。前3 种受体相应的配体为TNF、FasL 和APO-3L,后两种均为APO-2L 即TNF 相关的凋亡诱导配体(TNFrelated apoptosis-inducing ligand,TRAIL)。在这些死亡受体中最典型的是Fas 和TNFRs。以Fas-FasL 死亡通路为例,Fas 是一种跨膜蛋白,具有三个富含半胱氨酸的胞外区和一个DD 的胞内区,它与FasL 结合可以启动凋亡信号的转导引起细胞凋亡。FasL 与Fas 结合可以导致Fas 胞内的死亡域形成三聚体而活化,并引起与之结合的FADD 构象改变,使caspase-8 前体集聚、断裂和激活,产生有活性的caspase-8,从而激发一系列下游的caspase 级联反应,诱发细胞凋亡。细胞凋亡的启动是细胞在感受到相应的信号刺激后胞内一系列控制开123.2 线粒体通路线粒体是细胞生命活动控制中心,它不仅是细胞呼吸链和氧化磷酸化的中心,而且是细胞凋亡的调控中心。当Fas 配体与Fas 受体结合后,可激活caspase-8,引起Bcl-2 家族中促凋亡成员Bid 的裂解,破坏线粒体,释放细胞色素C 等多种凋亡发生因子。释放到细胞浆的细胞色素C 在dATP 存在的条件下与凋亡激活因子1(apoptotic protease activating factor 1,Apaf-1)结合,使其形成多聚体,并促使caspase-9 与其结合形成凋亡小体,此时caspase-9 被激活。被激活的caspase-9 能激活其它的凋亡酶如caspase-3 等,引发凋亡酶级联反应,从而诱发细胞凋亡。此外,线粒体还释放凋亡诱导因子,如AIF等参与激活凋亡酶。可见,细胞凋亡小体的相关组分存在于正常细胞的不同部位,促凋亡因子能诱导细胞色素C 释放和凋亡小体的形成。很显然,细胞色素C 从线粒体释放的调节是细胞凋亡分子机理研究的关键问题7。目前普遍认为细胞色素是通过线粒体PT 孔或Bcl-2 家族成员形成的线粒体跨膜通道释放到细胞质中的。3.2 线粒体通路13五、生殖细胞中的细胞凋亡现象个案展示有研究表明1在精子发生过程中,机体通过生殖细胞凋亡来清除受到损伤或染色体畸形的生精细胞,严格控制生精细胞与支持细胞的最适数目比,保证正常数量和质量的精子分化成熟。因此,生精细胞凋亡紊乱将有碍于精子发生,成为男性原发不育主要因素之一。本研究采用TUNEL 及免疫组化技术检测男性原发不育患者生精细胞的凋亡指数及凋亡相关基因Caspase-3 的表达,探讨Caspase-3 对生精细胞凋亡的调控机制。五-1、Caspase-3与生精细胞凋亡关系的研究五、生殖细胞中的细胞凋亡现象个案展示有研究表明1在精子发14细胞凋亡受促凋亡基因和抑凋亡基因的双重调控,二者通过死亡受体途径或线粒体途径激活Caspase 蛋白酶,并作用到下游的酶切底物,进而产生一系列的级联反应,最终导致细胞凋亡。在Caspase 级联反应中,半胱氨酸蛋白酶Caspase-3 是下游一个重要的公共凋亡效应因子,在各种因素启发的凋亡程序中起最后的枢纽作用。有学者5,6在分析男性不育的精液时,发现精子数量的降低与Caspase-3 的活性增加密切相关,并认为Caspase-3 参与生精上皮的调控、精子分化和睾丸成熟。本研究通过对睾丸组织的研究发现,男性不育患者生精细胞Caspase-3 的阳性率明显高于正常对照组(P0.01),进一步证实并支持上述观点。结合Caspase-3 在凋亡调控中的作用地位,认为正确控制Caspase-3 的活性可保证正常数量的精子发育成熟,并减轻男性原发不育中生精细胞数量过低的异常表现。由于生精细胞凋亡也是精子正常发生过程中一种必不可少的调节机制。因此,在机体发育成熟的不同阶段,选择恰当的时机和适当程度是有效控制生精细胞凋亡的关键,也是今后研究的方向。细胞凋亡受促凋亡基因和抑凋亡基因的双重调控,二者通15五-2、丙烯酰胺致大鼠睾丸生殖细胞DNA 损伤与P53 蛋白的表达丙烯酰胺(acrylamide,AA)是一种高水溶性的小分子有机物,可经皮迅速吸收。目前,在工业加工中暴露于AA的工人数以万计,分子生物学实验室的科研人员也有潜在接触。最近又在多种食品中发现丙烯酰胺的存在 1 。研究表明AA 在大、小鼠体内通过细胞色素P4502El(CYP2EI)代谢为环氧丙酰胺,通过这种高活性的环氧化物而产生基因毒性 2 。p53 蛋白在监控基因组完整性上是一个关键的调节因子,参与多种细胞功能,可减少基因突变积累并具抑制细胞癌变的能力。p53 在DNA 切除修复过程中起重要作用,它在核苷酸和碱基切除修复过程中起转录因子和修复复合物组分的作用。表明p53 蛋白在AA 的诱导下表达增多,参与细胞凋亡过程。合理的解释是AA 导致的DNA 损伤激活了p53 的表达,从而引导损伤细胞进入修复途径或凋亡。p53 主要参与调控DNA 复制和修复,另外p53 蛋白是凋亡通路的组成部分,可修复DNA 加合物等多种DNA损伤,从而减少自发的和化学物诱导的DNA 损伤 5 。五-2、丙烯酰胺致大鼠睾丸生殖细胞DNA 损伤与P53 蛋白16五五-3、哺乳动物颗粒细胞凋亡研究进展哺乳动物颗粒细胞凋亡研究进展动物卵巢上有许多原始卵泡,但只有少数卵泡能够发育成熟并排卵,大约99%的卵泡发生闭锁(follicle at resia)。卵泡闭锁是卵泡从发育到排卵前所发生的退化并最终被清除的生理现象,主要通过细胞凋亡(apoptosis)而实现,它是由基因控制的程序化死亡,对维持卵巢内环境的稳定至关重要,其中颗粒细胞凋亡是卵泡闭锁的主要机制。在发育卵泡中,如果10%以上的颗粒细胞发生凋亡,那么该卵泡注定发生闭锁1 细胞凋亡是雌性生殖系发育过程中的一个重要组成部分,在哺乳动物中,超过99%的雌性生殖细胞都会在卵子发生的不同阶段发生凋亡。目前,在颗粒细胞凋亡过程中至少发现5 个配体受体系统:TNFa 和TNF 受体系统,Fas 配体受体系统,TRAIL 和TRAIL 受体系统,APO23 配体受体系统,PFG25 配体受体系统,而且发现颗粒细胞凋亡属于依赖于线粒体凋亡信号传导凋亡途径。颗粒细胞凋亡的调节,同其他细胞凋亡既有相似之处,同时也具有其特有的调控因素和调控模式。凋亡可由影响卵泡发育的其他因素和信号传导机制来引发,也受旁分泌和自分泌及死亡基因和肿瘤基因之间的相互影响,这些可能是决定颗粒细胞命运的主要因素4。五-3、哺乳动物颗粒细胞凋亡研究进展动物卵巢上有许多原始17五-4、生殖细胞凋亡过程中外源性一氧化氮的参与及其效应*一氧化氮是体内信息分子、效应分子和细胞毒性因子，它在细胞信息传递、细胞防御和损害过程中可通过不同的途径诱导众多细胞的凋亡1-4。一氧化氮合酶广泛存在于睾丸、附睾、输精管、精囊腺等生殖系统中，其合成的一氧化氮在生殖的不同阶段对生育进行调节，参与精子发生、成熟、获能及生殖细胞凋亡5-8。为探讨男性不育发病机制，本文以可释放自由基一氧化氮的硝普钠作为一氧化氮供体观察其对大鼠睾丸生殖细胞凋亡的作用，为男性不育的诊断治疗提供理论和实验依据。一氧化氮是具有生物学活性的自由基，研究表明在哺乳动物的生殖系统中广泛存在，对生殖细胞的发生、成熟起重要的作用，还可诱导生殖细胞的凋亡5，13，14。一氧化氮诱导细胞凋亡的毒性作用机制，可能在于其能和蛋白质巯基及铁硫蛋白相互反应或直接损伤细胞DNA20。使核内DNA 断成片段，而浆内DNA 未受破坏，这一过程是由受体介导的第二信号所致。还有体内产生的氧自由基能与一氧化氮迅速反应，生成细胞毒性更大的过氧化亚硝基自由基（ONOO-），ONOO-对生殖细胞具有损伤作用，从而导致睾丸生殖细胞发生紊乱，凋亡增加13，21，22，提示一氧化氮或其代谢产物可引起睾丸生殖细胞凋亡增加，从而为男性不育的诊治提供了新的途径。五-4、生殖细胞凋亡过程中外源性一氧化氮的参与及其效应*一氧18五-K5、雌激素抗神经细胞凋亡的相关因子雌激素是一种类固醇性激素，主要生理功能是促进女性生殖系统各个器官的发育和维持女性的第二性征。然而，越来越多的研究发现，雌激素还具有抗神经细胞凋亡的作用。雌激素抗神经细胞凋亡与其作用于下列多种因子有关，如Bcl-2 家族、Ca2+、胱天蛋白酶(caspase)家族，以及胰岛素样生长因子-驳取Bcl-2蛋白家族是细胞凋亡相关基因研究中研究得最多的一类蛋白质，是内源性凋亡途径的关键性调控分子。在哺乳动物发现Bcl-2家族的成员共有15种4，根据家族成员的结构及其在凋亡中的作用被分成3 个亚家族：(1)Bcl-2亚家族，具有抑凋亡的作用，包括Bcl-2、Bclxl、Bcl-w、Mcl-1和A1；(2)Bax亚家族，具有促凋亡的作用，包括Bax、Bak和Bok；(3)BH3亚家族，具有促凋亡的作用，包括Bad、Bid、Bik、Blk、Hrk、BNIP3和BimL。大量研究发现，雌激素能够促进抗凋亡蛋白Bcl-2、Bcl-xl 在中枢神经细胞内的高表达，从而抑制由脑缺血以及b淀粉样蛋白(b-amloid，Ab)诱导的神经细胞凋亡。五-K5、雌激素抗神经细胞凋亡的相关因子雌激素是一种类固醇性19五-K6、低氧对大鼠睾丸生殖细胞凋亡的影响Bax和Bcl22在睾丸生殖细胞凋亡中具有重要作用 527 。以往的研究发现高原低氧引起精液中精子数量下降,睾丸内精子发生过程受到抑制 123 。这与精子在其发生过程中容易受到低氧的胁迫有关,是由睾丸生殖细胞的高代谢与氧供距离相对较长的特点所决定的。此外,机体处于低氧状态时,往往优先保障心脑等重要器官,而睾丸的血供却显著下降,从而加重了生殖细胞缺氧,使生殖细胞容易受到损伤 11 。Bax和Bcl22是重要的凋亡调控蛋白。Bax/Bcl22途径在精子发生过程中有重要的调节作用。Bax是A型精原细胞在发育过程中正常死亡所必需的,特别是A2、A3和A4精原细胞。Bcl22 通过与Bax结合而发挥抗凋亡作用。两者的相对水平决定了细胞的命运。五-K6、低氧对大鼠睾丸生殖细胞凋亡的影响Bax和Bcl2220五五-K7、细胞凋亡因子、细胞凋亡因子survivin 与男性不育症与男性不育症survivin 是一种细胞凋亡抑制蛋白,它在细胞分裂时调控细胞凋亡,不仅在人类肿瘤组织中普遍过度表达,而且表达于人类的正常睾丸组织中。不断有研究显示survivin 是精子发生过程中的一个潜在的分子标志物,它的表达在生精障碍的患者中有明显改变。survivin 通过干扰caspase 活性来阻碍有丝分裂中的细胞凋亡。caspase 是一种半胱氨酸蛋白酶,在细胞凋亡的分子机制中作为重要的效应子执行凋亡。survivin 能否与caspase 直接连接尚未得到明确证实。五-K7、细胞凋亡因子survivin 与男性不育症surv21六、细胞凋亡的相关蛋白细胞凋亡是个体发育过程中由一系列蛋白调控的细胞主动死亡过程。其中,bcl-2 家族、caspase 家族、p53 蛋白、survivin 蛋白都是重要的凋亡调节因子,在细胞凋亡中相互联系,相互作用,从而调控细胞凋亡。1caspase 家族蛋白家族蛋白caspase 是半胱氨酸基天冬氨酸-特异性蛋白酶(cystei-nyl aspartate specific proteinase)即半胱氨酸天冬氨酸酶的缩写。它们是一组存在于胞浆中的半胱氨酸蛋白酶,其共同特点是特异性断开天冬氨酸残基后的肽键。到目前为止,在小鼠和人类中,已经发现caspase 家族至少有14 个成员。细胞中合成的caspase 以无活性的酶原状态存在,经活化后方能执行其功能。2Bcl-2 家族蛋白家族蛋白Bcl-2 被认为是细胞凋亡蛋白家族中最重要的调控蛋白,和Bcl-2,Bax,Bad,Bak 等共同组成了Bcl-2 蛋白家族,Bcl-2 的功能受其蛋白产物Bax 和Bcl-xl 蛋白调节。六、细胞凋亡的相关蛋白细胞凋亡是个体发育过程中由一系列蛋白223、p53 蛋白蛋白肿瘤抑制蛋白p53 在维持蛋白组的完整性中起着重要的作用。p53 作为一个转录因子对DNA 损伤做出反应,并诱导下游蛋白如p21,Mdm2 和Bax 的表达,这些下游蛋白可以调节细胞周期和凋亡。正常的p53 在细胞里的功能有多种,但目前研究最多的有两种,一种是抑制细胞分裂,让其停留在细胞周期的Gl 期,另一种是使细胞凋亡,此两种功能与p53 转录的能力均有一定程度的联系。p53 介导凋亡的机制可能是通过以下几点:1)在凋亡过程中线粒体膜失去完整性,接着细胞色素C 释放入胞浆,引起caspase 断裂激活。4、survivin 蛋白蛋白凋亡抑制蛋白(IAP)是凋亡抑制蛋白家族之一,survivin是新近发现的该蛋白家族的最小成员,也是迄今发现最强的凋亡抑制因子,在凋亡和细胞周期的蛋白调控中发挥重要的作用。由于一身兼有抑制线粒体途径细胞凋亡和参与细胞有丝分裂的双重作用,并且还具有独特的肿瘤特异性,survivin日益受到重视15-16 。3、p53 蛋白23七、细胞凋亡的机理1、接受凋亡信号:细胞凋亡的启动是细胞在感受到相应的信号刺激后胞内一系列控制开关的开启或关闭,不同的外界因素启动凋亡的方式不同,所引起的信号转导也不相同。2 凋亡的重要执行者:现已能确定Caspase即半胱天冬蛋白酶在凋亡过程中是起着必不可少的作用,细胞凋亡的过程实际上是Caspase不可逆有限水解底物的级联放大反应过程。目前,至少有10多种Caspase被发现,Caspase分子间的同源性很高,结构相似,都是半胱氨酸家族蛋白酶。根据功能可把Caspase基本分为二类:一类参与细胞的加工;另一类参与细胞凋亡。七、细胞凋亡的机理1、接受凋亡信号:24八、凋亡诱导因子凋亡诱导因子(apoptosis-inducing factor,AIF)是一类存在于线粒体内外膜间隙的保守的黄素蛋白,具有双重功能。在细胞正常的生理状态下,作为线粒体氧化还原酶,能催化细胞色素c(Cytc)和NAD之间的电子传递,当细胞受到凋亡刺激后,就从膜间隙释放到细胞质中,并通过其核定位信号序列(nuclear localization sequence,NLS)进入细胞核内,引起染色体核周边凝集和DNA呈大片段断裂(约50 kb),进而引发不依赖于caspase的细胞凋亡。AIF的释放受Bcl-2家族蛋白的调控,同时也受Hsp70的抑制,它还是多聚(ADP核糖)聚合酶1poly(ADP-ribose)polymerase1,PARP1介导的细胞凋亡途径的下游效应物。AIF诱导凋亡的机制很多种类的细胞中,一旦细胞受到死亡诱导(与诱导信号种类无关),在线粒体膜通透性改变后,AIF随即释放转入核,引起染色质的初步凝集和DNA 大量片段化(约50 kb),进而引发不依赖于caspase的细胞凋亡途径。但关于A I F 怎样引发染色质凝集和DNA 片段化仍然是一个谜。有三种可能:第一,AIF自身含有一些未知的核酸酶活性;第二,AIF和DNA的反应会增加DNA 对一些核酸酶的敏感性。第三,AIF可能会招募下游一些核酸酶而诱发局部的染色质溶解。八、凋亡诱导因子凋亡诱导因子(apoptosis-induc25THANK YOU!谢谢大家 共同参与THANK YOU!谢谢大家 共同参与26