介导细胞凋亡的信号通路(精品)

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第一讲：,介导细胞凋亡的信号通路,课题内容：,1,、细胞凋亡的概念,2,、,细胞凋亡的生物学特征,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,）,一、概念：,细胞凋亡,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,）,细胞凋亡与坏死的区别,坏死,（病理性,）,凋亡,（生理性）,生化特点,被动，无新蛋白合成，不耗能,主动，有新蛋白合成，耗能,形态变化,细胞结构溶解、破坏、,细胞肿胀,胞膜及细胞器相对完整,细胞皱缩，核固缩,炎症反应,溶酶体破裂，炎症反应,溶酶体完整，无炎症反应,DNA,电泳,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,凋亡小体,无,有,基因调控,无,有,凋亡时细胞的形态学改变,空泡化,固缩,出芽,边集,凋亡小体,1,、形态学特征：,二、,细胞凋亡的生物学特征,2,、生化特征,：,胞浆内,Ca,2+,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,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。,细胞凋亡的生化改变,DNA,的片段,化断裂,蛋白质的降解,典型凋亡细胞,DNA,琼脂糖凝胶电泳（呈现梯状条带）,三、细胞凋亡的过程及机制,接受,凋亡信号,凋亡调控分子间的相互作用,蛋白水解酶（,caspases,）,的活化,凋亡的级联反应,重点：,介导细胞凋亡的信号通路机制,信号通路,（哺乳动物）,受体介导的细胞凋亡途径,传统信号介导,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”,。,线粒体控制细胞死亡的证据,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,线粒体蛋白,，它们,具有水解酶,（如,caspase,和,nuclease,）,活性,。,线粒体,介导的细胞凋亡途径,一、关键分子：,cytc,（细胞色素,C,）,幻灯片,25,细胞色素,C,的释放,是凋亡发生的关键事件，,也是线粒体参与凋亡的,主要方式,线粒体外膜,通透性,增高,胞质中出现,Cyt,C,与细胞浆中成分作用,激活,caspases,诱导细胞凋亡的发生,如染色质浓缩和核碎裂,cytc,释放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,调控,幻灯片,32,1,、,Bcl-2,、,Bcxl,与,VDAC,结合,通道关闭,;,（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。,细胞凋亡的两条通路：膜受体通路、线粒体通路,3.,P53,与细胞凋亡（,肿瘤抑制基因,）,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。,4,、,活性氧（,ROS,）,的生成增加、,Ca,2+,内流,增加也以促进,Cyt,C,的释放，,从而导致细胞损伤。,二、,线粒体通透性转换孔,(PTP),开放,线粒体通透性,转换孔,(PTP),开放,膜电位崩溃、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,三、线粒体介导的细胞凋亡的其他途径：,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，线粒体内高渗,状态细胞骨架蛋白受压凋亡,知识拓展：,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,各抒己见：,如何辩证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？,谢谢,一、死亡受体的信号途径,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,细胞凋亡的膜受体通路,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,Bid,tBid,从胞质到线粒体,细胞凋亡,CtyC,释放,二、传统传统信号介导的细胞凋亡,1,、,G,蛋白信号途径：,2,、,cAMP,信号途径：,3,、酶蛋白信号通路：,4,、,Ca,2+,浓度与细胞凋亡：,Mitochondria in Apoptosis,四、其他途径：,1,、,T,细胞受体信号转导途径。,2,、粘附因子与细胞凋亡。,3,、活性氧与细胞凋亡。,4,、内质网介导的细胞凋亡。,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。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,备注：,Bcl-2,蛋白家族的三级结构分析显示,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,15,1,、,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,抑制凋亡,。,幻灯片,15,2,、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,