8細(xì)胞凋亡與疾病4課件

細(xì)胞凋亡與疾病

ApoptosisandDisease細(xì)胞凋亡與疾病Apoptosis1第一節(jié)概述第二節(jié)細(xì)胞凋亡過程與調(diào)控第三節(jié)細(xì)胞凋亡的發(fā)生機(jī)制第四節(jié)細(xì)胞凋亡與疾病第五節(jié)細(xì)胞凋亡在疾病防治中的意義第六節(jié)細(xì)胞凋亡的檢測

第一節(jié)概述2第一節(jié)概述

一、發(fā)展研究史1972年病理學(xué)家Kerr等首先提出細(xì)胞凋亡(apoptosis)的概念，引起人們對這一生物學(xué)現(xiàn)象的興趣。尤其是wyllie等1980年揭示了細(xì)胞凋亡獨(dú)特的生物學(xué)特征，即180-200bP單體或寡聚核小體DNA片段，電泳譜為典型的“梯形帶”(ladderpattern)，使其倍受世人關(guān)注。第一節(jié)概述一、發(fā)展研究史3

近二十年來，特別是90年代初細(xì)胞凋亡已成為生物學(xué)和生物醫(yī)學(xué)的研究熱點(diǎn)，其研究論文在世界各種學(xué)術(shù)雜志上發(fā)表數(shù)量呈指數(shù)級增長。1994年美國著名《科學(xué)》雜志主編Cubtta和Koshland將細(xì)胞凋亡評為當(dāng)年世界生命科學(xué)中僅次于DNA修復(fù)酶的第二個研究熱點(diǎn)。經(jīng)過無數(shù)研究證明細(xì)胞凋亡是一種具有特征形態(tài)和生化改變的過程，是一系列基因活動引起的級聯(lián)反應(yīng)的結(jié)果。有利它性，使周圍的細(xì)胞生長得更好，或是發(fā)育過程或是免疫功能的需要。

4細(xì)胞凋亡學(xué)說的建立是20世紀(jì)生物醫(yī)學(xué)科學(xué)發(fā)展史上的里程碑。目前已經(jīng)能夠從分子水平了解調(diào)控細(xì)胞凋亡的分子和其形態(tài)變化的一些分子基礎(chǔ)。當(dāng)細(xì)胞的聚二磷酸腺苷核糖聚合酶(PARP)、Lamin—1、核DNA和拓?fù)洚悩?gòu)酶、-fodrin和-肌動蛋白等分子被降解，使不同類型細(xì)胞的凋亡產(chǎn)生相似的形態(tài)特征。如Lamin、拓?fù)洚悩?gòu)酶的降解使染色質(zhì)失去核內(nèi)的附著，變?yōu)闈饪s；核酸內(nèi)切酶的被激活而切斷DNA，使核小體之間發(fā)生斷裂，在電泳下呈現(xiàn)階梯狀特點(diǎn)，-fodrin、-actin被降解，使細(xì)胞膜和細(xì)胞骨架受到影響；凋亡的細(xì)胞形成多個凋亡小體。說明細(xì)胞死亡也像細(xì)胞的生存一樣是受分子調(diào)控的，在進(jìn)化中也是保守的。細(xì)胞凋亡學(xué)說的建立是20世紀(jì)生物醫(yī)學(xué)科學(xué)發(fā)展5

現(xiàn)在認(rèn)為，細(xì)胞凋亡在有機(jī)體的正常發(fā)生、組織重建、老化和應(yīng)答不可恢復(fù)的損害中具有重要意義；細(xì)胞凋亡的失控，可能成為腫瘤、神經(jīng)退化性疾病及免疫缺陷等多種疾病的病因。細(xì)胞凋亡研究中的重要事件l972年Kerr、Wyllie、Currie首次提出細(xì)胞凋亡這一劃時代的生物學(xué)概念。1980年Wyllie發(fā)現(xiàn)核酸內(nèi)切酶激活引起凋亡細(xì)胞DNA特異性梯形帶的形成，提醒世人細(xì)胞凋亡的重要性，并重新點(diǎn)燃和激起世界范圍內(nèi)對細(xì)胞凋亡研究的熱潮。現(xiàn)在認(rèn)為，細(xì)胞凋亡在有機(jī)體的正常發(fā)生、組織重建、老化61993年底發(fā)現(xiàn)ICE家族在細(xì)胞凋亡發(fā)生中的作用。caspases蛋白酶在細(xì)胞凋亡中的作用（1996）Bcl-2家族及其作用。Fas(Apo-l，CD95)死亡受體家族的發(fā)現(xiàn)。細(xì)胞凋亡信號傳導(dǎo)系統(tǒng)的基本框架及組成。許多疾病與細(xì)胞凋亡的基本關(guān)系。（1995）近年來，逐漸認(rèn)識到細(xì)胞凋亡有其特殊的生物學(xué)意義，引起了發(fā)育生物學(xué)、細(xì)胞生物學(xué)、免疫學(xué)、神經(jīng)生物學(xué)、分子生物學(xué)、腫瘤學(xué)和研究工作者的廣泛興趣，形成了一個新的研究熱點(diǎn)。1993年底發(fā)現(xiàn)ICE家族在細(xì)胞凋亡發(fā)生中的作用。7

二、與細(xì)胞凋亡有關(guān)的基本概念細(xì)胞凋亡在臨床疾病的發(fā)生與發(fā)展中的作用，愈來愈受到人們所關(guān)注。近代概念認(rèn)為：

由體內(nèi)外因素觸發(fā)細(xì)胞內(nèi)預(yù)存的死亡程序而導(dǎo)致的細(xì)胞死亡過程稱為細(xì)胞凋亡(apoptosis)

。

生理條件下，細(xì)胞死亡是機(jī)體對衰老或畸變或其他任何一種不需要的細(xì)胞(如炎性細(xì)胞、過度增殖的細(xì)胞等)的清除方式；但在某些病理生理條件下發(fā)生的細(xì)胞凋亡，則可能引起器官或組織的損傷，即引起臨床疾病。二、與細(xì)胞凋亡有關(guān)的基本概念8

（一）細(xì)胞凋亡與程序性細(xì)胞死亡細(xì)胞凋亡是細(xì)胞在一定的生理或病理條件下,遵循自身的程序，自己結(jié)束生命的過程，最后細(xì)胞脫落離體或裂解為若干凋亡小體，被其他細(xì)胞吞噬.?，F(xiàn)在很多情況下，細(xì)胞凋亡亦稱為程序性細(xì)胞死亡(programmedcelldeath,PCD)。PCD這一概念已為科學(xué)家廣泛接受。但不同的人對PCD概念的解釋有所不同。一般而言，細(xì)胞凋亡是一個形態(tài)學(xué)的概念，是對細(xì)胞凋亡時所見到的固定形式的形態(tài)學(xué)描述，而PCD是功能上的概念。PCD是發(fā)生于生長發(fā)育過程中的生理性細(xì)胞死亡，而細(xì)胞凋亡則是PCD的最常見、研究最多的方式。（一）細(xì)胞凋亡與程序性細(xì)胞死亡9

(二)細(xì)胞凋亡與有絲分裂(mitosis)

與有絲分裂的細(xì)胞增殖活動相比，細(xì)胞發(fā)生凋亡時，像秋天的樹葉或花的自然凋落(fallingoff)一樣，這種生物學(xué)現(xiàn)象，借用希臘詞“apoptosis”來表示，意思是秋天的樹葉或花的自然凋落，譯為“細(xì)胞凋落”.

有絲分裂:細(xì)胞的分裂與分化，其與機(jī)體的生長發(fā)育密切相關(guān)。

細(xì)胞凋亡:由細(xì)胞內(nèi)某些特定基因所決定，具有特殊的生物學(xué)意義，是一種細(xì)胞的主動死亡過程。

二者雖互為對立，正常情況下，在機(jī)體內(nèi)處于動態(tài)平衡，以維持機(jī)體細(xì)胞數(shù)量的平衡和自身的穩(wěn)定(如蝌蚪青蛙尾巴消失現(xiàn)象)。(二)細(xì)胞凋亡與有絲分裂(mitosis)10

（三）細(xì)胞凋亡與細(xì)胞壞死(necrosis)

是多細(xì)胞生物細(xì)胞死亡的兩種不同形式，在形態(tài)學(xué)、生化代謝、分子機(jī)制、結(jié)局和意義等方面都有本質(zhì)的區(qū)別：

細(xì)胞凋亡與壞死的比較

壞死凋亡1.性質(zhì)病理性，非特異性生理性或病理性，特異性2.誘導(dǎo)因素強(qiáng)烈刺激，隨機(jī)發(fā)生較弱刺激，非隨機(jī)發(fā)生3.生化特點(diǎn)被動過程，無新蛋白主動過程，有新蛋白合成，合成，不耗能耗能4.形態(tài)變化細(xì)胞結(jié)構(gòu)全面溶解、胞膜及細(xì)胞器相對完整破壞細(xì)胞腫脹細(xì)胞皺縮，核固縮5.DNA電泳彌散性降解，電泳呈DNA片段化(180—200bp)，均一DNA片狀電泳呈“梯”狀條帶6.炎癥反應(yīng)溶酶體破裂，溶酶體相對完整，局部炎癥反應(yīng)局部無炎癥反應(yīng)7.凋亡小體無有8.基因調(diào)控?zé)o有（三）細(xì)胞凋亡與細(xì)胞壞死(necrosis)118細(xì)胞凋亡與疾病4課件12三、細(xì)胞凋亡的生理和病理意義凋亡作為生理過程，有以下三項作用：

1.確保正常發(fā)育生長機(jī)體的發(fā)育、生長過程并不僅僅與細(xì)胞的增殖與分化有關(guān)，凋亡在器官組織的形成、成熟過程中也發(fā)揮了重要作用。它可以清除多余的、失去功能價值的細(xì)胞。例如：人胚胎肢芽發(fā)育過程中指(趾)間組織，通過細(xì)胞凋亡機(jī)制而被逐漸消除，形成指(趾)間隙。2.維持內(nèi)環(huán)境穩(wěn)定受損、突變或衰老的細(xì)胞如果存留體內(nèi)就可能干擾機(jī)體功能，甚至演變?yōu)槎喾N疾病(如腫瘤)。維持內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)定，機(jī)體必須及時將這些細(xì)胞清除，清除的主要方式就是凋亡。三、細(xì)胞凋亡的生理和病理意義13例如機(jī)體通過細(xì)胞凋亡：清除針對自身抗原的T淋巴細(xì)胞，維持免疫穩(wěn)定。皮膚、粘膜上皮不斷更新：新的C增殖和衰老C凋亡子宮內(nèi)膜的周期性變化：增生激素凋亡、脫落；受損不能修復(fù)的細(xì)胞、癌前病變細(xì)胞的清除。通過細(xì)胞凋亡被機(jī)體清除的細(xì)胞數(shù)量是相當(dāng)可觀的，每秒鐘可達(dá)數(shù)百萬個。3.發(fā)揮積極的防御功能參與了機(jī)體的防御反應(yīng)，例如當(dāng)機(jī)體受到病毒感染時，受感染的細(xì)胞發(fā)生凋亡，使DNA發(fā)生降解，整合于其中的病毒DNA也隨之被破壞，因而阻止了病毒的復(fù)制。例如機(jī)體通過細(xì)胞凋亡：14第二節(jié)細(xì)胞凋亡過程與調(diào)控

一、細(xì)胞凋亡的過程從細(xì)胞受到凋亡誘導(dǎo)因素的作用到細(xì)胞凋亡大致可分成四個階段：1.凋亡信號轉(zhuǎn)導(dǎo)細(xì)胞內(nèi)外的凋亡誘導(dǎo)因素通過各種受體作用于細(xì)胞后，細(xì)胞產(chǎn)生一系列復(fù)雜的生化反應(yīng)，形成與細(xì)胞凋亡有關(guān)的第二信使物質(zhì),如Ca2+,cAMP，神經(jīng)酰胺等，然后通過胞內(nèi)的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑激活后續(xù)凋亡程序。第二節(jié)細(xì)胞凋亡過程與調(diào)控一、細(xì)胞凋亡的過程15

2.凋亡基因激活調(diào)控凋亡的基因接收由信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑傳來的死亡信號后按預(yù)定程序啟動，并合成為執(zhí)行凋亡所需的各種酶類及相關(guān)物質(zhì)。3.細(xì)胞凋亡的執(zhí)行

主要的執(zhí)行者：核酸內(nèi)切酶(endogenousnuclease，DNase)：徹底破壞細(xì)胞生命活動所必須的全部指令

凋亡蛋白酶（Caspases）：導(dǎo)致細(xì)胞結(jié)構(gòu)的全面解體2.凋亡基因激活164.凋亡細(xì)胞的清除已經(jīng)凋亡的細(xì)胞可被鄰近的吞噬細(xì)胞或其他細(xì)胞所吞噬，分解。上述全過程需時約數(shù)分鐘至數(shù)小時不等。從凋亡信號轉(zhuǎn)導(dǎo)到凋亡執(zhí)行的各個階段都有負(fù)調(diào)控因子存在，以形成完整的反饋環(huán)路，使凋亡過程受到精確、嚴(yán)密的調(diào)控。凋亡誘導(dǎo)因素+受體cAMPCa2+神經(jīng)酰胺死亡信號凋亡相關(guān)基因激活DNase激活Caspases激活巨噬細(xì)胞吞噬分解凋亡細(xì)胞細(xì)胞凋亡過程4.凋亡細(xì)胞的清除凋亡誘導(dǎo)因素+受體17

二、凋亡時細(xì)胞的主要變化

1.細(xì)胞凋亡的形態(tài)學(xué)改變凋亡細(xì)胞表面的微絨毛消失，并逐步脫離與周圍細(xì)胞的接觸?？梢姷?①空泡化(blebbing)：胞漿脫水，胞膜迅速發(fā)生空泡化。②固縮(condensation)：細(xì)胞體積逐漸縮小引起。

二、凋亡時細(xì)胞的主要變化18③出芽(buding)：內(nèi)質(zhì)網(wǎng)不斷擴(kuò)張并與胞膜融合，形成膜表面的芽狀突起。

④染色質(zhì)邊集(margination)：晚期核質(zhì)高度濃縮融合成團(tuán)，染色質(zhì)集中分布在核膜的邊緣，呈新月形或馬蹄形分布。線粒體和溶酶體的形態(tài)結(jié)構(gòu)變化不大。⑤凋亡小體(apoptosisbody)：胞膜皺縮內(nèi)陷，分割包裹胞漿，形成泡狀小體，這是凋亡細(xì)胞特征性的形態(tài)學(xué)改變。（電鏡下見透亮空泡和濃密核碎片）③出芽(buding)：內(nèi)質(zhì)網(wǎng)不斷擴(kuò)張并與胞19

2.細(xì)胞凋亡的生化改變

細(xì)胞凋亡過程中DNA的片段化斷裂及蛋白質(zhì)的降解尤為重要。

1)．DNA的片段化

典型的細(xì)胞凋亡以細(xì)胞核固縮、染色質(zhì)DNA的特征性片段化為主要特征。細(xì)胞凋亡發(fā)生時DNA雙鏈的斷裂發(fā)生在核小體連接部，是內(nèi)源性核酸內(nèi)切酶被激活所致。

20DNA鏈上每隔200個核苷酸有1個核小體，當(dāng)內(nèi)切酶在核小體連接區(qū)切開DNA時，即可形成180—200bp或其整倍數(shù)的片段。這些片段在瓊脂糖凝膠電泳中呈特征性的“梯”狀(ladderpattern)條帶，是判斷凋亡發(fā)生的客觀指標(biāo)之一。

DNA片段化斷裂是細(xì)胞凋亡的關(guān)鍵性結(jié)局。DNA鏈上每隔200個核苷酸有1個核小體，當(dāng)21

2)．內(nèi)源性核酸內(nèi)切酶激活及其作用

執(zhí)行染色質(zhì)DNA切割任務(wù)的是內(nèi)源性核酸內(nèi)切酶。盡管已有多種核酸內(nèi)切酶存在于細(xì)胞核內(nèi)，但細(xì)胞內(nèi)外的凋亡誘導(dǎo)因素并不能直接激活該酶，它需要經(jīng)過一系列胞內(nèi)信號轉(zhuǎn)導(dǎo)環(huán)節(jié)方能被激活。

3).凋亡蛋白酶(caspases)的激活及其作用

caspases是一組對底物天冬氨酸部位有特異水解作用，其活性中心富含半胱氨酸的蛋白酶(caspase是cysteine—containingaspartate—specificprotease的縮寫)。目前已發(fā)現(xiàn)該蛋白酶家族至少有13個成員(caspase1-13)。2)．內(nèi)源性核酸內(nèi)切酶激活及其作用22

caspase在凋亡中所起的主要作用是：滅活細(xì)胞凋亡的抑制物(如Bcl-2)；水解細(xì)胞的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致細(xì)胞解體，形成凋亡小體；在凋亡級聯(lián)反應(yīng)(cascade)中水解相關(guān)活性蛋白，使該蛋白獲得或喪失某種生物學(xué)功能（如caspase-9可使caspase-3酶原水解形成具有分解蛋白質(zhì)活性的caspase-3）?！铩?38細(xì)胞凋亡與疾病4課件24

三、細(xì)胞凋亡的調(diào)控

(一)細(xì)胞凋亡相關(guān)因素誘導(dǎo)性因素和抑制性因素兩大類：

1．誘導(dǎo)性因素

細(xì)胞凋亡是一個程序化的過程，這個程序雖已預(yù)設(shè)于活細(xì)胞之中，正常情況下它并不“隨意”啟動，只有當(dāng)細(xì)胞受到來自細(xì)胞內(nèi)外的凋亡誘導(dǎo)因素作用的時候，才啟動，使細(xì)胞一步步走向死亡，因此凋亡誘導(dǎo)因素是凋亡程序的啟動者。常見誘導(dǎo)因素有：三、細(xì)胞凋亡的調(diào)控25

(1)激素和生長因子失衡例如強(qiáng)烈應(yīng)激引起的淋巴細(xì)胞數(shù)量減少，主要由于大量GC分泌，誘導(dǎo)淋巴細(xì)胞凋亡所致。

(2)理化因素射線、高溫、強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、乙醇、抗癌藥物等，均可導(dǎo)致細(xì)胞凋亡。例如：電離輻射可產(chǎn)生大量氧自由基，使細(xì)胞處于氧化應(yīng)激狀態(tài)，DNA受損，引起細(xì)胞凋亡。

(3)免疫性因素免疫細(xì)胞在生長、分化及執(zhí)行防御、自穩(wěn)、監(jiān)視功能中其免疫分子參與了免疫細(xì)胞或靶細(xì)胞的凋亡過程，例如：細(xì)胞毒T淋巴細(xì)胞(CTL)可分泌粒酶，引起靶細(xì)胞發(fā)生凋亡。(1)激素和生長因子失衡26

(4)微生物學(xué)因素細(xì)菌、病毒等致病微生物及其毒素可誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡。如HIV感染時，可致大量CD+4、淋巴細(xì)胞凋亡，這時AIDS病人相關(guān)免疫功能低下，腫瘤及機(jī)會性感染增加(主要原因)。

2．抑制性因素

(1)一些細(xì)胞因子(IL-2，神經(jīng)生長因子等)有抑制凋亡的作用。當(dāng)從細(xì)胞培養(yǎng)基中去除后，依賴它們的細(xì)胞發(fā)生凋亡；反之，在培養(yǎng)體系中加入所需要的細(xì)胞因子后，由于促進(jìn)了細(xì)胞內(nèi)存活基因的表達(dá)，凋亡受抑制。(4)微生物學(xué)因素27

(2)某些激素(ACTH、睪丸酮、雌激素等)對于防止靶細(xì)胞凋亡，維持其正常存活是必需的。例如：當(dāng)腺垂體被摘除或功能低下時，腎上腺皮質(zhì)細(xì)胞失去ACTH刺激，發(fā)生細(xì)胞凋亡，引起腎上腺皮質(zhì)萎縮。此時，只要給予生理維持量的ACTH即可抑制腎上腺皮質(zhì)細(xì)胞的凋亡，防止腎上腺皮質(zhì)的萎縮。

(3)其它:某些二價金屬陽離子如Zn2+，藥物如：苯巴比妥、半胱氨酸蛋白酶抑制劑，病毒如：EB病毒，牛痘病毒CrmA等及中性氨基酸也具有抑制細(xì)胞凋亡的作用。(2)某些激素(ACTH、睪丸酮、雌激素等)28

(二)細(xì)胞凋亡信號的轉(zhuǎn)導(dǎo)(transduction)多數(shù)情況下來自于細(xì)胞外的細(xì)胞凋亡誘導(dǎo)因素作用于細(xì)胞后可轉(zhuǎn)化為細(xì)胞凋亡信號，并通過胞內(nèi)不同的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑，激活細(xì)胞死亡程序，導(dǎo)致細(xì)胞凋亡。因此，凋亡信號轉(zhuǎn)導(dǎo)系統(tǒng)是連接凋亡誘導(dǎo)因素與核DNA片段化斷裂及細(xì)胞結(jié)構(gòu)蛋白降解的中間環(huán)節(jié)。這個系統(tǒng)的特點(diǎn)是：

①多樣性：不同種類細(xì)胞有不同的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)系統(tǒng)。

②偶聯(lián)性：即死亡信號的轉(zhuǎn)導(dǎo)系統(tǒng)與細(xì)胞增殖、分化過程中的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)系統(tǒng)在某些環(huán)節(jié)上有交叉、偶聯(lián)；因此同一個信號，在不同條件下既可引起凋亡，也可刺激增殖。(二)細(xì)胞凋亡信號的轉(zhuǎn)導(dǎo)(transductio29

③同一性：不同的凋亡誘因可以通過同一信號轉(zhuǎn)導(dǎo)系統(tǒng)觸發(fā)細(xì)胞凋亡。例如：TNF-、電離輻射及Fas抗原等多種凋亡誘導(dǎo)因素均可通過神經(jīng)酰胺信號途徑觸發(fā)細(xì)胞凋亡。切斷某一信號轉(zhuǎn)導(dǎo)系統(tǒng)、可能影響多種凋亡誘導(dǎo)因素引起的細(xì)胞凋亡。

④多途性：同一凋亡誘導(dǎo)因素可經(jīng)過多條信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑觸發(fā)凋亡。例如：糖皮質(zhì)激素引起淋巴細(xì)胞凋亡可通過神經(jīng)酰胺系統(tǒng)、胞內(nèi)Ca2+信號系統(tǒng)及cAMP／蛋白激酶A(PKA)信號系統(tǒng)轉(zhuǎn)導(dǎo)凋亡信號。這就意味著要完全阻抑某一凋亡誘導(dǎo)因素的作用，就必須同時切斷多條相關(guān)的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑。③同一性：不同的凋亡誘因可以通過同一信號轉(zhuǎn)30

(三)凋亡相關(guān)基因

目前，細(xì)胞凋亡相關(guān)基因多達(dá)數(shù)十種，根據(jù)功能的不同可將其分為三類：抑制凋亡基因：EIB、IAP、Bcl—2等，其中 對Bcl—2的研究最為詳細(xì)而系統(tǒng)促凋亡基因：如：Fas、Bax、ICE、P53等。雙向調(diào)控基因：例如c-myc、Bcl-x。

(三)凋亡相關(guān)基因31

1．Bcl-2（抑制凋亡基因）Bcl-2是B 細(xì)胞淋巴瘤／白血病-2(Bcelllymphoma／leukemia-2，Bcl-2)基因的縮寫形式，是第一個被確認(rèn)有抑制凋亡作用的基因。人的Bcl-2蛋白由229個氨基酸組成，小鼠為236。

目前認(rèn)為：Bcl-2抗凋亡的主要機(jī)制是：★①直接抗氧化；②抑制線粒體釋放促凋亡的蛋白質(zhì)，如：細(xì)胞色素C，凋亡誘導(dǎo)因子(AIF)；③抑制促凋亡調(diào)節(jié)蛋白Bax、Bak細(xì)胞毒作用④抑制caspases的激活；⑤維持細(xì)胞鈣穩(wěn)態(tài)。1．Bcl-2（抑制凋亡基因）32

2．Fas（促進(jìn)凋亡基因）Fas是一種細(xì)胞表面受體，是一種跨膜蛋白。伸向胞漿的部分有一段與TNF受體相似，與TNF受體和NGF(神經(jīng)生長因子)受體高度同源，在多種組織細(xì)胞中存在。目前的研究表明，天然表達(dá)或轉(zhuǎn)染表達(dá)的Fas基因?qū)?xì)胞凋亡有促進(jìn)作用。啟動細(xì)胞凋亡的死亡信號途徑是通過兩種死亡因子，即FasL和TNF與細(xì)胞膜表面的相應(yīng)受體Fas和TNFR結(jié)合后所發(fā)生的凋亡反應(yīng)。2．Fas（促進(jìn)凋亡基因）33TNF天然配基GF（生長因子）FasFasL（配體）信號轉(zhuǎn)導(dǎo)ACPKACa2+PKCApoptosis細(xì)胞膜FasL、TNF介導(dǎo)的細(xì)胞凋亡信號途徑腺苷酸環(huán)化酶TNF天然GFFasFasL信號ACPKACa2+PKCA34

3．P53

（促進(jìn)凋亡基因）

野生型P53基因具有誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡的功能，發(fā)生突變后反而可抑制細(xì)胞凋亡。

野生型P53基因編碼的P53蛋白是一種DNA結(jié)合蛋白，該蛋白在細(xì)胞周期的G1期發(fā)揮檢查點(diǎn)(checkpoint)的功能，檢查染色體DNA是否有損傷，一旦發(fā)現(xiàn)有缺陷的DNA，它就刺激CIP(CdK—interactingprotein-1，cdk是cyclindependentkinase的縮寫)的表達(dá)，阻止細(xì)胞進(jìn)入細(xì)胞周期，啟動DNA修復(fù)機(jī)制。

35如修復(fù)失敗，P53啟動細(xì)胞凋亡機(jī)制。哪些遺傳信息出錯，有可能演變?yōu)閻盒阅[瘤的細(xì)胞，常常通過這種機(jī)制被消滅在萌芽之中。因此，P53有“分子警察”(molecularpoliceman)的美譽(yù)。

4．c-myc，Bcl-x（雙向調(diào)控基因）c-myc是一種癌基因，能誘導(dǎo)細(xì)胞增殖，也能誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡，有雙向調(diào)節(jié)作用。c-myc蛋白作為重要的轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)因子:激活介導(dǎo)細(xì)胞增殖的基因.激活介導(dǎo)細(xì)胞凋亡的基因.細(xì)胞何去何從，取決于細(xì)胞接受何種信號以及細(xì)胞所處的生長環(huán)境。如修復(fù)失敗，P53啟動細(xì)胞凋亡機(jī)制。哪些遺傳36例如：在c-myc基因表達(dá)后，如果沒有足夠的生長因子持續(xù)作用細(xì)胞就發(fā)生凋亡；反之，細(xì)胞處于增殖狀態(tài)。Bcl-x基因可翻譯出兩種蛋白:

Bcl-XL:抑制細(xì)胞凋亡Bcl—Xs:促進(jìn)細(xì)胞凋亡Bcl-x激活后是否產(chǎn)生細(xì)胞凋亡則與這兩種蛋白合成以誰為主有關(guān)。例如：在c-myc基因表達(dá)后，如果沒有足夠的生37第三節(jié)細(xì)胞凋亡的發(fā)生機(jī)制機(jī)制尚未充分闡明，有以下可能:：

一、氧化損傷在細(xì)胞凋亡中的作用

氧自由基造成生物大分子(核酸、蛋白質(zhì)、脂質(zhì))的氧化損傷(氧化應(yīng)激,oxidativestress)狀態(tài)，后果之一是誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡。第三節(jié)細(xì)胞凋亡的發(fā)生機(jī)制機(jī)制尚未充分闡明38

缺血--再灌注細(xì)胞內(nèi)活性氧

Oˉ·2、H2O2、OH·、NO

內(nèi)、外源抗氧化劑(-)

bcl—2基因等→

→

脂質(zhì)過氧化轉(zhuǎn)錄因子

Ca2+

DNA內(nèi)切酶死亡基因凋亡

39氧化應(yīng)激引起細(xì)胞凋亡的可能機(jī)制是:1.氧自由基引起的DNA損傷可激活P53基因2.氧自由基引起的DNA損傷可活化聚ADP核糖轉(zhuǎn)移酶，引起NAD快速耗竭，ATP大量消耗。3.氧自由基攻擊細(xì)胞膜上不飽和脂肪酸，引起脂質(zhì)過氧化直接造成細(xì)胞膜的損傷可誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡；此外細(xì)胞膜上不飽和脂肪酸(如花生四烯酸)的氧化產(chǎn)物過氧羥基24碳四烯酸有很強(qiáng)的誘發(fā)細(xì)胞凋亡的作用。氧化應(yīng)激引起細(xì)胞凋亡的可能機(jī)制是:404.激活Ca2+/Mg2+依賴的核酸內(nèi)切酶，產(chǎn)生膜的發(fā)泡現(xiàn)象。5.引起細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)的破壞，可改變細(xì)胞膜的通透性,使Ca2+內(nèi)流增加，誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡。自由基對線粒體膜的損害導(dǎo)致其通透性和膜電位的變化也可誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡。6.氧化應(yīng)激可活化核轉(zhuǎn)錄因子NF-B和AP-1(活化蛋白-1)，加速細(xì)胞凋亡相關(guān)的一些基因的表達(dá)，誘發(fā)細(xì)胞凋亡。但也有實驗證明，在活性氧顯著減少的低氧環(huán)境下某些類型的細(xì)胞凋亡仍可發(fā)生，這表明氧化應(yīng)激不是細(xì)胞凋亡的唯一機(jī)制。4.激活Ca2+/Mg2+依賴的核酸內(nèi)切酶，產(chǎn)生膜41

二、鈣穩(wěn)態(tài)失衡在細(xì)胞凋亡中的作用

例如：各種凋亡刺激，如TNF抗CD+3抗體TCDD引起細(xì)胞凋亡是鈣依賴過程。

凋亡發(fā)生時胞漿Ca2+濃度顯著上升，并在隨后發(fā)生的一系列改變中起關(guān)鍵性作用。

諸多的凋亡變化如：Ca2+／Mg2+依賴的核酸內(nèi)切酶的激活、需鈣蛋白酶、磷脂酶、等激活，凋亡細(xì)胞膜的空泡化等均與鈣穩(wěn)態(tài)失衡有關(guān)。二、鈣穩(wěn)態(tài)失衡在細(xì)胞凋亡中的作用42

鈣穩(wěn)態(tài)失衡引起細(xì)胞凋亡的可能機(jī)制：★

1.激活Ca2+／Mg2+依賴的核酸內(nèi)切酶，降解DNA鏈；2.激活谷氨酰胺轉(zhuǎn)移酶，催化細(xì)胞內(nèi)肽鏈間的酰基轉(zhuǎn)移，在肽鏈間形成共價鍵，使細(xì)胞骨架蛋白分子間發(fā)生廣泛交聯(lián)，有利于凋亡小體形成；3.激活核轉(zhuǎn)錄因子，加速細(xì)胞凋亡相關(guān)基因的轉(zhuǎn)錄；4.Ca2+在ATP的配合下使DNA鏈?zhǔn)嬲?，暴露?/p>

核小體之間的連接區(qū)內(nèi)的酶切位點(diǎn)，有利DNA內(nèi)切酶切割DNA。鈣穩(wěn)態(tài)失衡引起細(xì)胞凋亡的可能機(jī)制：★43

三、線粒體損傷在細(xì)胞凋亡中的作用

細(xì)胞凋亡期間線粒體超微結(jié)構(gòu)基本正常，但功能發(fā)生顯著改變:膜通透性增大，跨膜電位(m)下降，能量合成顯著等。目前證據(jù)顯示：線粒體功能改變在細(xì)胞凋亡的發(fā)生中起關(guān)鍵性作用。因為：抑制線粒體的TAC或呼吸鏈功能可引起細(xì)胞凋亡在細(xì)胞核出現(xiàn)凋亡改變前，常先有線粒體膜電位阻止線粒體的通透性改變可防止細(xì)胞凋亡，如Bcl-2可阻止細(xì)胞凋亡(升高線粒體的跨膜電位和阻止線粒體通透性改變)。三、線粒體損傷在細(xì)胞凋亡中的作用44

Ca2+NO缺血缺氧活性氧線粒體mPTP開放Apaf+Cyt.CBcl-2__Caspase-9酶原Caspase-9+Caspase-3酶原Caspase-3+AIF+蛋白水解酶細(xì)胞凋亡DNA斷裂核酸內(nèi)切酶激活無活性核酸內(nèi)切酶激活+Caspase抑制劑線粒體m與細(xì)胞凋亡

458細(xì)胞凋亡與疾病4課件46

細(xì)胞凋亡是機(jī)體維持細(xì)胞群體數(shù)量穩(wěn)態(tài)的重要手段，細(xì)胞凋亡失調(diào)(凋亡不足或／和凋亡過度)可成為某些疾病的重要發(fā)病機(jī)制。

一、細(xì)胞凋亡不足這類疾病無論細(xì)胞增殖的狀態(tài)如何，其共同點(diǎn)是細(xì)胞凋亡相對不足，細(xì)胞生死相抵后是生大于死，導(dǎo)致細(xì)胞群體的穩(wěn)態(tài)被破壞，病變細(xì)胞異常增多或病變組織體積增大，器官功能異常。第四節(jié)細(xì)胞凋亡與疾病

細(xì)胞凋亡是機(jī)體維持細(xì)胞群體數(shù)47

1．腫瘤

多年來，人們一直以為細(xì)胞增殖和分化的異常是腫瘤發(fā)病的主要癥結(jié)所在，然而隨著細(xì)胞凋亡的概念的引入，使人們有機(jī)會從另一個角度——細(xì)胞死亡來審視腫瘤的發(fā)生。目前認(rèn)為細(xì)胞增殖過度是腫瘤發(fā)病的一個途徑，凋亡受抑、細(xì)胞死亡不足是腫瘤發(fā)病的另一途徑，結(jié)果導(dǎo)致病變組織內(nèi)腫瘤細(xì)胞存活延長，使細(xì)胞群體內(nèi)存活與死亡的平衡被破壞，存活大于死亡，腫瘤細(xì)胞數(shù)目的凈增長增多。研究發(fā)現(xiàn)多種腫瘤組織(如前列腺癌、結(jié)腸癌等)Bcl-2基因的表達(dá)顯著高于周圍正常組織，提示這些腫瘤與細(xì)胞凋亡減弱有關(guān)。1．腫瘤48

野生型P53基因是目前最受關(guān)注的抑癌基因，它主要通過誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞凋亡而發(fā)揮抑癌作用。當(dāng)P53基因突變或缺失時，細(xì)胞凋亡減弱，機(jī)體腫瘤的發(fā)生率明顯增加。例如：研究發(fā)現(xiàn)在非小細(xì)胞肺癌P53基因的突變率為50％以上，在小細(xì)胞肺癌甚至高達(dá)80％。正如前述，機(jī)體通過細(xì)胞凋亡清除那些對機(jī)體內(nèi)環(huán)境可能構(gòu)成威脅的細(xì)胞.發(fā)病學(xué)角度來看，細(xì)胞凋亡實際上是機(jī)體天然的抗癌機(jī)制之一。

49

2．自身免疫病

自身免疫病主要的特征是自身抗原受到自身抗體或致敏T淋巴細(xì)胞的攻擊，造成器官組織損傷。正常情況，免疫系統(tǒng)在發(fā)育過程中已將針對自身抗原的免疫細(xì)胞有效清除(其主要方式就是細(xì)胞凋亡)。T細(xì)胞的發(fā)育、分化在胸腺內(nèi)進(jìn)行，胸腺具有選擇性保留或去除T細(xì)胞中不同克隆的功能，即正選擇（positiveselection）和負(fù)選擇(negativeselection)。通過正選擇具有與非己抗原-MHC抗原結(jié)合的TcR的單陽性細(xì)胞可以存活下來，并進(jìn)入外周T細(xì)胞庫。確保通過正選擇的T細(xì)胞不會針對自身抗原而僅對非己抗原產(chǎn)生免疫反應(yīng)。2．自身免疫病50具有與自身抗原-MHC抗原有高度親和力的TcR的雙陽性細(xì)胞將接受負(fù)選擇，即在自身抗原與胸腺上皮細(xì)胞膜的MHC分子共同作用下，通過細(xì)胞凋亡而被清除，即針對自身抗原的T細(xì)胞在胸腺的發(fā)育過程中即被清除。如胸腺功能異常，負(fù)選擇機(jī)制失調(diào)，針對自身抗原的T細(xì)胞，就可存活，并增殖，進(jìn)而攻擊自身組織，產(chǎn)生自身免疫病，如多發(fā)性硬化癥、胰島素依賴型糖尿病、慢性甲狀腺炎等。

從細(xì)胞凋亡角度看自身免疫病的發(fā)病是由于細(xì)胞凋亡不足，未能有效清除自身免疫性T細(xì)胞所致。到目前為止，糖皮質(zhì)激素仍是治療自身免疫性疾病的有效藥物之一，其主要機(jī)制就是誘導(dǎo)那些異常存活的自身免疫性T細(xì)胞凋亡★。具有與自身抗原-MHC抗原有高度親和力的Tc51

二、細(xì)胞凋亡過度

1．心血管疾病

近年來，對細(xì)胞凋亡在心血管疾病發(fā)病中作用的研究已更新了人們對許多心血管疾病的認(rèn)識。

(1)心肌缺血與缺血-再灌注損傷：認(rèn)為心肌缺血或缺血-再灌注損傷造成的心肌細(xì)胞死亡形式是壞死。目前研究表明，該種心肌細(xì)胞損傷不但有壞死，也有凋亡。壞死，目前人們尚無辦法干預(yù)，但凋亡是受一系列程序控制的過程，可能通過干預(yù)死亡程序加以挽救。研究細(xì)胞凋亡，給心肌缺血或缺血-再灌注損傷的防治開辟了一條新的途徑。二、細(xì)胞凋亡過度52

心肌缺血與缺血-再灌注損傷的細(xì)胞凋亡有如下特點(diǎn)：★缺血早期以細(xì)胞凋亡為主，晚期以壞死為主；在梗死灶的中央通常以細(xì)胞壞死為主，周邊部分以細(xì)胞凋亡為主；輕度缺血以細(xì)胞凋亡為主，重度通常發(fā)生壞死；在一定時間范圍內(nèi)，缺血-再灌注損傷時發(fā)生的細(xì)胞凋亡比同時間的單純?nèi)毖鼑?yán)重；急性、嚴(yán)重的心肌缺血(如心肌梗死)以心肌壞死為主，而慢性、輕度的心肌缺血則發(fā)生細(xì)胞凋亡。心肌缺血與缺血-再灌注損傷53心肌缺血或缺血-再灌注損傷引起細(xì)胞凋亡的機(jī)制目前尚不清楚，可能與下列因素有關(guān):①體內(nèi)實驗證明，應(yīng)用SOD可顯著減少缺血-再灌注引起的心肌細(xì)胞凋亡，提示與氧化應(yīng)激有關(guān)。②缺血或缺氧可引起心肌細(xì)胞死亡受體Fas顯著上調(diào)，使心肌細(xì)胞有可能通過與FasL(Fas配體)反應(yīng)而導(dǎo)致細(xì)胞凋亡；③實驗證明，缺氧可增加P53基因的轉(zhuǎn)錄，因此心肌缺血所引起的細(xì)胞凋亡可能與P53基因的激活有關(guān)。心肌缺血或缺血-再灌注損傷引起細(xì)胞凋亡的機(jī)制目54

(2)心力衰竭：

既往人們對其發(fā)病機(jī)制的研究投放到心肌細(xì)胞功能異常上，而對心肌細(xì)胞數(shù)量的變化及其對心衰的影響則關(guān)注不多。近年來有關(guān)細(xì)胞凋亡與心力衰竭關(guān)系的研究已表明，心肌細(xì)胞凋亡造成心肌細(xì)胞數(shù)量減少可能是心力衰竭發(fā)生、發(fā)展的原因之一。在心力衰竭發(fā)生、發(fā)展過程中出現(xiàn)的許多病理因素如：氧化應(yīng)激、壓力或容量負(fù)荷過重、神經(jīng)-內(nèi)分泌失調(diào)(細(xì)胞凋亡水平升高)、細(xì)胞因子(如TNF)、缺血、缺氧等都可誘導(dǎo)心肌細(xì)胞凋亡。(2)心力衰竭：55例如:壓力負(fù)荷過重引起的心衰動物觀察到左心肥大的同時，心肌細(xì)胞數(shù)量減少(細(xì)胞凋亡造成的)。從心衰病人心肌標(biāo)本證實，心肌凋亡指數(shù)(apoptoticindex，發(fā)生凋亡的細(xì)胞核數(shù)／100個細(xì)胞核)高達(dá)35.5％，而對照水平僅0.2％-0.4％。這一現(xiàn)象給心衰發(fā)病機(jī)制賦予了新的內(nèi)容，即心力衰竭發(fā)生時不但有心肌細(xì)胞功能的異常，而且還有心肌細(xì)胞數(shù)量的減少。心力衰竭心臟存在心肌細(xì)胞凋亡這一事實，提示阻斷誘導(dǎo)心肌細(xì)胞凋亡的信號和(或)阻斷將這些信號與死亡程序連接起來的通道將有助于阻遏凋亡，防止心肌細(xì)胞數(shù)量的減少，維持或改善心功能狀態(tài)。這將是今后一段時間內(nèi)心力衰竭防治的新途徑。例如:壓力負(fù)荷過重引起的心衰動物觀察到左心肥562．神經(jīng)元退行性疾病

在神經(jīng)系統(tǒng)疾病中有一類以特定神經(jīng)元進(jìn)行性喪失為其病理特征的疾病，如阿爾茨海默病(Alzheimerdisease，AD)，帕金森病(Parkinsondisease)，多發(fā)性硬化癥等。其中對AD的研究最為廣泛，積累了較多資料。現(xiàn)有研究表明：AD造成神經(jīng)元喪失的主要機(jī)制是細(xì)胞凋亡。

2．神經(jīng)元退行性疾病57近年研究提示，有多種因素可引起神經(jīng)元凋亡，包括—淀粉樣蛋白、鈣超載、氧化應(yīng)激及神經(jīng)生長因子分泌不足等。

可能機(jī)制是：有關(guān)致病因素(如氧自由基)作用于神經(jīng)元，引起Ca2+內(nèi)流增加，然后激活與-淀粉樣蛋白合成有關(guān)的基因，神經(jīng)元內(nèi)-淀粉樣蛋白含量增加，從而導(dǎo)致神經(jīng)元凋亡。因此，若能阻抑胞內(nèi)游離Ca+2的上升或清除氧自由基，有可能阻斷細(xì)胞凋亡。近年研究提示，有多種因素可引起神經(jīng)元凋亡，包58

3．病毒感染

由人免疫缺陷病毒(HIV)感染引起的AIDS具有傳播速度快，無特效療法和死亡率高(5年內(nèi)100％)等特點(diǎn)，其關(guān)鍵的發(fā)病機(jī)制是CD4+淋巴細(xì)胞被選擇性破壞，細(xì)胞數(shù)顯著減少，相關(guān)免疫功能缺陷。

研究表明，細(xì)胞凋亡在AIDSCD4+淋巴細(xì)胞減少中扮演了非常重要的角色。根據(jù)目前研究，HIV感染導(dǎo)致CD4+淋巴細(xì)胞發(fā)生凋亡與下列因素有關(guān)：3．病毒感染59糖蛋白120(gP120)：感染HIV的宿主細(xì)胞膜上可表達(dá)一種名為gp120的糖蛋白，CD4+淋巴細(xì)胞的表面存有這種蛋白的受體，當(dāng)gP120與CD4+受體分子結(jié)合后即可觸發(fā)CD4+淋巴細(xì)胞發(fā)生凋亡。(2)合胞體形成：受HIV感染的大部分CD4+，淋巴細(xì)胞(約80％-90％)逐步融合形成合胞體或多核巨細(xì)胞，合胞體在形成過程中或形成后即可發(fā)生凋亡而解體。

(3)Fas基因表達(dá)上調(diào)：HIV感染使CD4+淋巴細(xì)胞的Fas基因表達(dá)上調(diào)，使CD4+淋巴細(xì)胞對Fas介導(dǎo)的凋亡敏感性提高。糖蛋白120(gP120)：60(4)T細(xì)胞激活：HIV感染可引起CD4+／淋巴細(xì)胞處于被激活狀態(tài)。正常情況下被激活的細(xì)胞會迅速發(fā)生增殖反應(yīng)，但在HIV感染時被激活的CD4+／淋巴細(xì)胞不但不發(fā)生增殖，反而發(fā)生凋亡。這種發(fā)生在細(xì)胞激活以后的T淋巴細(xì)胞死亡又稱為激活誘導(dǎo)的細(xì)胞死亡(activation-inducedcelldeath，AICD)。(5)細(xì)胞因子：受HIV感染的巨噬細(xì)胞分泌腫瘤壞死因子(TNF)增多，TNF可通過與TNF受體-1(死亡受體)結(jié)合而啟動死亡程序，也可刺激CD4+淋巴細(xì)胞大量產(chǎn)生氧自由基，通過氧化應(yīng)激而觸發(fā)細(xì)胞凋亡。(4)T細(xì)胞激活：61(6)

tat蛋白：★受HIV感染的細(xì)胞可產(chǎn)生tat蛋白，這種蛋白可自由透過細(xì)胞膜。tat蛋白進(jìn)入CD4+淋巴細(xì)胞后，可誘導(dǎo)細(xì)胞產(chǎn)生氧自由基，增強(qiáng)Fas抗原表達(dá)而提高對細(xì)胞凋亡的易感性。(7)在HIV慢性感染階段，受感染的CD4+淋巴細(xì)胞可作為效應(yīng)細(xì)胞(effectcell)，未受HIV感染的CD4+淋巴細(xì)胞作為其靶細(xì)胞而被誘導(dǎo)產(chǎn)生凋亡。這是慢性HIV感染時CD4+淋巴細(xì)胞數(shù)量減少的主要原因。(6)tat蛋白：★62從上述可知，HIV感染可通過多因素、多途徑誘導(dǎo)CD4+T淋巴細(xì)胞發(fā)生細(xì)胞凋亡，導(dǎo)致CD4+T淋巴細(xì)胞大量減少。此外，HIV也可誘導(dǎo)其他免疫細(xì)胞如B細(xì)胞、CD8+淋巴細(xì)胞、巨噬細(xì)胞發(fā)生凋亡。

在AIDS發(fā)病過程中，細(xì)胞凋亡具有一定的保護(hù)意義。可使宿主細(xì)胞的DNA發(fā)生降解，整合于其中的病毒DNA也隨之被破壞，因此可終止病毒的復(fù)制和表達(dá)，從而阻止其進(jìn)一步向周圍擴(kuò)散。但是細(xì)胞凋亡在HIV感染中的有限的保護(hù)作用不足以補(bǔ)償它對整個免疫系統(tǒng)的致命性打擊。因此，在積極抗病毒治療的同時，如何阻止免疫細(xì)胞的凋亡是AIDS病人免疫重建的關(guān)鍵所在。從上述可知，HIV感染可通過多因素、多途徑誘63

三、細(xì)胞凋亡不足與過度并存

人類組織器官通常由不同種類的C構(gòu)成，例如心臟主要是心肌C和心肌間質(zhì)C，血管則以內(nèi)皮C和平滑肌C為主。由于C類型的差異，各種C在致病因素的作用下，有些C可表現(xiàn)為凋亡不足，而另一些C則可表現(xiàn)為凋亡過度，因此在同一疾病或病理過程中兩種情況也可同時并存。

動脈粥樣硬化即屬于這種情況，對內(nèi)皮細(xì)胞而言是凋亡過度，對平滑肌C來說則是凋亡不足。

64

正常情況下血管平滑肌C也有低水平(約0.06％)凋亡存在，在AS過程中血管平滑肌C的凋亡大幅度升高。有人定量地測定冠狀動脈粥樣硬化病灶內(nèi)凋亡的平滑肌C可達(dá)29％。

一個有趣的問題是既然血管平滑肌C凋亡在AS過程中比正常有大幅度上升，但為何AS的血管壁仍然會變厚、變硬。研究表明，當(dāng)血管平滑肌增殖活性升高時，伴隨的C凋亡活動也增強(qiáng)，試圖維持平滑肌C數(shù)的動態(tài)平衡。顯然，平滑肌C的凋亡是為了抗衡平滑肌增殖活動的增強(qiáng)，是一種防止血管壁增厚的保護(hù)性反應(yīng)。

正常情況下血管平滑肌C也有低水平(約0.65

然而，從總體上看AS發(fā)病過程中，平滑肌細(xì)胞的增殖始終占主導(dǎo)地位。有學(xué)者在實驗性PTCA后再狹窄模型中發(fā)現(xiàn)，在內(nèi)皮損傷后第9天，平滑肌細(xì)胞增殖與凋亡均達(dá)到峰值，但細(xì)胞凋亡數(shù)僅為增殖數(shù)的75％。

因此，增殖與凋亡相抵后平滑肌C數(shù)的凈增值仍然增加；這可以解釋上述AS血管為何逐漸增厚的現(xiàn)象。最近有學(xué)者提出促進(jìn)平滑肌細(xì)胞凋亡防止其過度增殖是抗AS的新思路。

然而，從總體上看AS發(fā)病過程中，平滑肌細(xì)胞的66第五節(jié)細(xì)胞凋亡在疾病防治中的意義

一、合理利用凋亡相關(guān)因素凋亡誘導(dǎo)因素是凋亡的始動環(huán)節(jié)，人們正嘗試將這類因素直接用于治療一些因細(xì)胞凋亡不足而引起的疾病。例如，放射線照射、TNF具有誘導(dǎo)凋亡的作用，可使用外源性TNF來誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞凋亡。第五節(jié)細(xì)胞凋亡在疾病防治中的意義

一、合理利67高熱或高溫是細(xì)胞凋亡的誘導(dǎo)因素，在腫瘤局部加熱至43°C30分鐘，引起大量腫瘤發(fā)生凋亡。某些生長因子或激素是細(xì)胞生長所必需的，一旦撤除，細(xì)胞即可發(fā)生凋亡。研究發(fā)現(xiàn)神經(jīng)生長因子是神經(jīng)元存活的必要條件，一旦缺乏即會引起神經(jīng)細(xì)胞的凋亡，因此已將神經(jīng)生長因子試用于老年性癡呆，以防止神經(jīng)細(xì)胞的凋亡。前列腺癌細(xì)胞的生長需要雄激素，研究證明，撤除雄激素可引起癌細(xì)胞凋亡，這個效應(yīng)在臨床上用去勢(切除睪丸)治療前列腺癌已得到證實。因此，用雄激素受體阻斷劑或雄激素的拮抗劑可能會產(chǎn)生更好的治療前景。高熱或高溫是細(xì)胞凋亡的誘導(dǎo)因素，在腫瘤局部加68

二、干預(yù)凋亡信號轉(zhuǎn)導(dǎo)

Fas／FasL信號系統(tǒng)是重要的凋亡信號轉(zhuǎn)導(dǎo)系統(tǒng)之一，因此可利用阿霉素刺激腫瘤細(xì)胞在其細(xì)胞膜上表達(dá)Fas／FasL，導(dǎo)致腫瘤細(xì)胞間相互作用、交聯(lián)，引起凋亡。SPP是神經(jīng)酰胺信號系統(tǒng)的代謝產(chǎn)物，具有轉(zhuǎn)導(dǎo)增殖信號拮抗凋亡的作用。因此，有可能用來治療AIDS，防止CD4+淋巴細(xì)胞的凋亡，也有可能用于治療老年性癡呆，防止神經(jīng)元的凋亡。

69

三、調(diào)節(jié)凋亡相關(guān)基因如果能運(yùn)用分子生物學(xué)手段人為地控制凋亡相關(guān)基因的表達(dá)便有可能控制凋亡過程，無疑將會使許多疾病的防治大為改觀.研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)野生型P53基因發(fā)生突變后其誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞凋亡的效應(yīng)減弱，有利于腫瘤細(xì)胞的增殖。目前，人們正在探討用各種載體(如：腺病毒，逆轉(zhuǎn)錄病毒或脂質(zhì)體)將野生型P53基因?qū)隤53基因發(fā)生突變的腫瘤細(xì)胞內(nèi)，重新恢復(fù)“分子警察”的職責(zé)，誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞凋亡。三、調(diào)節(jié)凋亡相關(guān)基因70

四、控制凋亡相關(guān)的酶學(xué)機(jī)制

在凋亡執(zhí)行階段核酸內(nèi)切酶和caspases在摧毀細(xì)胞結(jié)構(gòu)方面起著關(guān)鍵性作用：因此若能抑制它們的活性，細(xì)胞凋亡過程必然受阻；反之，則加速。如前所述，核酸內(nèi)切酶的激活需Ca2+和Mg2+，降低細(xì)胞內(nèi)、外的Ca2+濃度，細(xì)胞凋亡過程即受到阻遏或延遲；相反，利用Ca2+載體(A23187)提升細(xì)胞內(nèi)Ca2+水平則加速細(xì)胞凋亡的發(fā)生。因此，在防治缺血-再灌注損傷中使用鈣阻滯劑可在一定程度上減輕細(xì)胞凋亡的發(fā)生。四、控制凋亡相關(guān)的酶學(xué)機(jī)制71

五、防止線粒體跨膜電位的下降維持線粒體跨膜電位m防止細(xì)胞凋亡已日益受到關(guān)注。

目前已發(fā)現(xiàn)環(huán)胞霉素A(cyclosporinA，免疫抑制劑)具有阻抑m下降的作用。環(huán)胞霉素的衍生物(N-methyl-Val-Cyclosporin)有較強(qiáng)的穩(wěn)定線粒體m的作用，而呈現(xiàn)明顯細(xì)胞保護(hù)作用，但其免疫抑制作用已基本不存在，因此，有良好抗凋亡的應(yīng)用前景。五、防止線粒體跨膜電位的下降72第六節(jié)細(xì)胞凋亡的檢測隨著研究技術(shù)的提高和對細(xì)胞凋亡的認(rèn)識不斷深入，檢測方法已從細(xì)胞、染色質(zhì)到分子水平日趨完善和成熟。

目前，檢測方法很多，按方法學(xué)的學(xué)科分類可將細(xì)胞凋亡的檢測方法分為形態(tài)學(xué)、生物化學(xué)、免疫化學(xué)和分子生物學(xué)測定法。也可分為以下七類檢測方法：第六節(jié)細(xì)胞凋亡的檢測隨著研究技術(shù)的提73①細(xì)胞凋亡的形態(tài)學(xué)檢測②流式細(xì)胞分析③DNA降解分析④凋亡細(xì)胞膜改變分析⑤細(xì)胞凋亡相關(guān)蛋白分析⑥細(xì)胞凋亡酶學(xué)分析⑦其他細(xì)胞凋亡檢測法①細(xì)胞凋亡的形態(tài)學(xué)檢測74可根據(jù)下列參數(shù)指標(biāo)對細(xì)胞凋亡早期進(jìn)行測定:

①細(xì)胞群體或單個細(xì)胞DNA片段化，凋亡細(xì)胞DNA可裂解為不同長度的片段；

②細(xì)胞膜不對稱性的改變，PS(磷脂酰絲氨酸）從細(xì)胞膜內(nèi)側(cè)轉(zhuǎn)移到細(xì)胞膜外側(cè)；

③凋亡細(xì)胞caspases的激活，caspase家族的激活可起動一系列瀑布反應(yīng)事件從而使細(xì)胞凋亡發(fā)生；

④凋亡細(xì)胞的線粒體釋放細(xì)胞色素C和細(xì)胞凋亡起始因子(AIF)。從實際需要出發(fā)，可將細(xì)胞凋亡檢測分為分析細(xì)胞群體中的凋亡和單個凋亡細(xì)胞二大類。(見圖)可根據(jù)下列參數(shù)指標(biāo)對細(xì)胞凋亡早期進(jìn)行測定:758細(xì)胞凋亡與疾病4課件76細(xì)胞凋亡與疾病

ApoptosisandDisease細(xì)胞凋亡與疾病Apoptosis77第一節(jié)概述第二節(jié)細(xì)胞凋亡過程與調(diào)控第三節(jié)細(xì)胞凋亡的發(fā)生機(jī)制第四節(jié)細(xì)胞凋亡與疾病第五節(jié)細(xì)胞凋亡在疾病防治中的意義第六節(jié)細(xì)胞凋亡的檢測

第一節(jié)概述78第一節(jié)概述

一、發(fā)展研究史1972年病理學(xué)家Kerr等首先提出細(xì)胞凋亡(apoptosis)的概念，引起人們對這一生物學(xué)現(xiàn)象的興趣。尤其是wyllie等1980年揭示了細(xì)胞凋亡獨(dú)特的生物學(xué)特征，即180-200bP單體或寡聚核小體DNA片段，電泳譜為典型的“梯形帶”(ladderpattern)，使其倍受世人關(guān)注。第一節(jié)概述一、發(fā)展研究史79

近二十年來，特別是90年代初細(xì)胞凋亡已成為生物學(xué)和生物醫(yī)學(xué)的研究熱點(diǎn)，其研究論文在世界各種學(xué)術(shù)雜志上發(fā)表數(shù)量呈指數(shù)級增長。1994年美國著名《科學(xué)》雜志主編Cubtta和Koshland將細(xì)胞凋亡評為當(dāng)年世界生命科學(xué)中僅次于DNA修復(fù)酶的第二個研究熱點(diǎn)。經(jīng)過無數(shù)研究證明細(xì)胞凋亡是一種具有特征形態(tài)和生化改變的過程，是一系列基因活動引起的級聯(lián)反應(yīng)的結(jié)果。有利它性，使周圍的細(xì)胞生長得更好，或是發(fā)育過程或是免疫功能的需要。

80細(xì)胞凋亡學(xué)說的建立是20世紀(jì)生物醫(yī)學(xué)科學(xué)發(fā)展史上的里程碑。目前已經(jīng)能夠從分子水平了解調(diào)控細(xì)胞凋亡的分子和其形態(tài)變化的一些分子基礎(chǔ)。當(dāng)細(xì)胞的聚二磷酸腺苷核糖聚合酶(PARP)、Lamin—1、核DNA和拓?fù)洚悩?gòu)酶、-fodrin和-肌動蛋白等分子被降解，使不同類型細(xì)胞的凋亡產(chǎn)生相似的形態(tài)特征。如Lamin、拓?fù)洚悩?gòu)酶的降解使染色質(zhì)失去核內(nèi)的附著，變?yōu)闈饪s；核酸內(nèi)切酶的被激活而切斷DNA，使核小體之間發(fā)生斷裂，在電泳下呈現(xiàn)階梯狀特點(diǎn)，-fodrin、-actin被降解，使細(xì)胞膜和細(xì)胞骨架受到影響；凋亡的細(xì)胞形成多個凋亡小體。說明細(xì)胞死亡也像細(xì)胞的生存一樣是受分子調(diào)控的，在進(jìn)化中也是保守的。細(xì)胞凋亡學(xué)說的建立是20世紀(jì)生物醫(yī)學(xué)科學(xué)發(fā)展81

現(xiàn)在認(rèn)為，細(xì)胞凋亡在有機(jī)體的正常發(fā)生、組織重建、老化和應(yīng)答不可恢復(fù)的損害中具有重要意義；細(xì)胞凋亡的失控，可能成為腫瘤、神經(jīng)退化性疾病及免疫缺陷等多種疾病的病因。細(xì)胞凋亡研究中的重要事件l972年Kerr、Wyllie、Currie首次提出細(xì)胞凋亡這一劃時代的生物學(xué)概念。1980年Wyllie發(fā)現(xiàn)核酸內(nèi)切酶激活引起凋亡細(xì)胞DNA特異性梯形帶的形成，提醒世人細(xì)胞凋亡的重要性，并重新點(diǎn)燃和激起世界范圍內(nèi)對細(xì)胞凋亡研究的熱潮?，F(xiàn)在認(rèn)為，細(xì)胞凋亡在有機(jī)體的正常發(fā)生、組織重建、老化821993年底發(fā)現(xiàn)ICE家族在細(xì)胞凋亡發(fā)生中的作用。caspases蛋白酶在細(xì)胞凋亡中的作用（1996）Bcl-2家族及其作用。Fas(Apo-l，CD95)死亡受體家族的發(fā)現(xiàn)。細(xì)胞凋亡信號傳導(dǎo)系統(tǒng)的基本框架及組成。許多疾病與細(xì)胞凋亡的基本關(guān)系。（1995）近年來，逐漸認(rèn)識到細(xì)胞凋亡有其特殊的生物學(xué)意義，引起了發(fā)育生物學(xué)、細(xì)胞生物學(xué)、免疫學(xué)、神經(jīng)生物學(xué)、分子生物學(xué)、腫瘤學(xué)和研究工作者的廣泛興趣，形成了一個新的研究熱點(diǎn)。1993年底發(fā)現(xiàn)ICE家族在細(xì)胞凋亡發(fā)生中的作用。83

二、與細(xì)胞凋亡有關(guān)的基本概念細(xì)胞凋亡在臨床疾病的發(fā)生與發(fā)展中的作用，愈來愈受到人們所關(guān)注。近代概念認(rèn)為：

由體內(nèi)外因素觸發(fā)細(xì)胞內(nèi)預(yù)存的死亡程序而導(dǎo)致的細(xì)胞死亡過程稱為細(xì)胞凋亡(apoptosis)

。

生理條件下，細(xì)胞死亡是機(jī)體對衰老或畸變或其他任何一種不需要的細(xì)胞(如炎性細(xì)胞、過度增殖的細(xì)胞等)的清除方式；但在某些病理生理條件下發(fā)生的細(xì)胞凋亡，則可能引起器官或組織的損傷，即引起臨床疾病。二、與細(xì)胞凋亡有關(guān)的基本概念84

（一）細(xì)胞凋亡與程序性細(xì)胞死亡細(xì)胞凋亡是細(xì)胞在一定的生理或病理條件下,遵循自身的程序，自己結(jié)束生命的過程，最后細(xì)胞脫落離體或裂解為若干凋亡小體，被其他細(xì)胞吞噬.。現(xiàn)在很多情況下，細(xì)胞凋亡亦稱為程序性細(xì)胞死亡(programmedcelldeath,PCD)。PCD這一概念已為科學(xué)家廣泛接受。但不同的人對PCD概念的解釋有所不同。一般而言，細(xì)胞凋亡是一個形態(tài)學(xué)的概念，是對細(xì)胞凋亡時所見到的固定形式的形態(tài)學(xué)描述，而PCD是功能上的概念。PCD是發(fā)生于生長發(fā)育過程中的生理性細(xì)胞死亡，而細(xì)胞凋亡則是PCD的最常見、研究最多的方式。（一）細(xì)胞凋亡與程序性細(xì)胞死亡85

(二)細(xì)胞凋亡與有絲分裂(mitosis)

與有絲分裂的細(xì)胞增殖活動相比，細(xì)胞發(fā)生凋亡時，像秋天的樹葉或花的自然凋落(fallingoff)一樣，這種生物學(xué)現(xiàn)象，借用希臘詞“apoptosis”來表示，意思是秋天的樹葉或花的自然凋落，譯為“細(xì)胞凋落”.

有絲分裂:細(xì)胞的分裂與分化，其與機(jī)體的生長發(fā)育密切相關(guān)。

細(xì)胞凋亡:由細(xì)胞內(nèi)某些特定基因所決定，具有特殊的生物學(xué)意義，是一種細(xì)胞的主動死亡過程。

二者雖互為對立，正常情況下，在機(jī)體內(nèi)處于動態(tài)平衡，以維持機(jī)體細(xì)胞數(shù)量的平衡和自身的穩(wěn)定(如蝌蚪青蛙尾巴消失現(xiàn)象)。(二)細(xì)胞凋亡與有絲分裂(mitosis)86

（三）細(xì)胞凋亡與細(xì)胞壞死(necrosis)

是多細(xì)胞生物細(xì)胞死亡的兩種不同形式，在形態(tài)學(xué)、生化代謝、分子機(jī)制、結(jié)局和意義等方面都有本質(zhì)的區(qū)別：

細(xì)胞凋亡與壞死的比較

壞死凋亡1.性質(zhì)病理性，非特異性生理性或病理性，特異性2.誘導(dǎo)因素強(qiáng)烈刺激，隨機(jī)發(fā)生較弱刺激，非隨機(jī)發(fā)生3.生化特點(diǎn)被動過程，無新蛋白主動過程，有新蛋白合成，合成，不耗能耗能4.形態(tài)變化細(xì)胞結(jié)構(gòu)全面溶解、胞膜及細(xì)胞器相對完整破壞細(xì)胞腫脹細(xì)胞皺縮，核固縮5.DNA電泳彌散性降解，電泳呈DNA片段化(180—200bp)，均一DNA片狀電泳呈“梯”狀條帶6.炎癥反應(yīng)溶酶體破裂，溶酶體相對完整，局部炎癥反應(yīng)局部無炎癥反應(yīng)7.凋亡小體無有8.基因調(diào)控?zé)o有（三）細(xì)胞凋亡與細(xì)胞壞死(necrosis)878細(xì)胞凋亡與疾病4課件88三、細(xì)胞凋亡的生理和病理意義凋亡作為生理過程，有以下三項作用：

1.確保正常發(fā)育生長機(jī)體的發(fā)育、生長過程并不僅僅與細(xì)胞的增殖與分化有關(guān)，凋亡在器官組織的形成、成熟過程中也發(fā)揮了重要作用。它可以清除多余的、失去功能價值的細(xì)胞。例如：人胚胎肢芽發(fā)育過程中指(趾)間組織，通過細(xì)胞凋亡機(jī)制而被逐漸消除，形成指(趾)間隙。2.維持內(nèi)環(huán)境穩(wěn)定受損、突變或衰老的細(xì)胞如果存留體內(nèi)就可能干擾機(jī)體功能，甚至演變?yōu)槎喾N疾病(如腫瘤)。維持內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)定，機(jī)體必須及時將這些細(xì)胞清除，清除的主要方式就是凋亡。三、細(xì)胞凋亡的生理和病理意義89例如機(jī)體通過細(xì)胞凋亡：清除針對自身抗原的T淋巴細(xì)胞，維持免疫穩(wěn)定。皮膚、粘膜上皮不斷更新：新的C增殖和衰老C凋亡子宮內(nèi)膜的周期性變化：增生激素凋亡、脫落；受損不能修復(fù)的細(xì)胞、癌前病變細(xì)胞的清除。通過細(xì)胞凋亡被機(jī)體清除的細(xì)胞數(shù)量是相當(dāng)可觀的，每秒鐘可達(dá)數(shù)百萬個。3.發(fā)揮積極的防御功能參與了機(jī)體的防御反應(yīng)，例如當(dāng)機(jī)體受到病毒感染時，受感染的細(xì)胞發(fā)生凋亡，使DNA發(fā)生降解，整合于其中的病毒DNA也隨之被破壞，因而阻止了病毒的復(fù)制。例如機(jī)體通過細(xì)胞凋亡：90第二節(jié)細(xì)胞凋亡過程與調(diào)控

一、細(xì)胞凋亡的過程從細(xì)胞受到凋亡誘導(dǎo)因素的作用到細(xì)胞凋亡大致可分成四個階段：1.凋亡信號轉(zhuǎn)導(dǎo)細(xì)胞內(nèi)外的凋亡誘導(dǎo)因素通過各種受體作用于細(xì)胞后，細(xì)胞產(chǎn)生一系列復(fù)雜的生化反應(yīng)，形成與細(xì)胞凋亡有關(guān)的第二信使物質(zhì),如Ca2+,cAMP，神經(jīng)酰胺等，然后通過胞內(nèi)的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑激活后續(xù)凋亡程序。第二節(jié)細(xì)胞凋亡過程與調(diào)控一、細(xì)胞凋亡的過程91

2.凋亡基因激活調(diào)控凋亡的基因接收由信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑傳來的死亡信號后按預(yù)定程序啟動，并合成為執(zhí)行凋亡所需的各種酶類及相關(guān)物質(zhì)。3.細(xì)胞凋亡的執(zhí)行

主要的執(zhí)行者：核酸內(nèi)切酶(endogenousnuclease，DNase)：徹底破壞細(xì)胞生命活動所必須的全部指令

凋亡蛋白酶（Caspases）：導(dǎo)致細(xì)胞結(jié)構(gòu)的全面解體2.凋亡基因激活924.凋亡細(xì)胞的清除已經(jīng)凋亡的細(xì)胞可被鄰近的吞噬細(xì)胞或其他細(xì)胞所吞噬，分解。上述全過程需時約數(shù)分鐘至數(shù)小時不等。從凋亡信號轉(zhuǎn)導(dǎo)到凋亡執(zhí)行的各個階段都有負(fù)調(diào)控因子存在，以形成完整的反饋環(huán)路，使凋亡過程受到精確、嚴(yán)密的調(diào)控。凋亡誘導(dǎo)因素+受體cAMPCa2+神經(jīng)酰胺死亡信號凋亡相關(guān)基因激活DNase激活Caspases激活巨噬細(xì)胞吞噬分解凋亡細(xì)胞細(xì)胞凋亡過程4.凋亡細(xì)胞的清除凋亡誘導(dǎo)因素+受體93

二、凋亡時細(xì)胞的主要變化

1.細(xì)胞凋亡的形態(tài)學(xué)改變凋亡細(xì)胞表面的微絨毛消失，并逐步脫離與周圍細(xì)胞的接觸?？梢姷?①空泡化(blebbing)：胞漿脫水，胞膜迅速發(fā)生空泡化。②固縮(condensation)：細(xì)胞體積逐漸縮小引起。

二、凋亡時細(xì)胞的主要變化94③出芽(buding)：內(nèi)質(zhì)網(wǎng)不斷擴(kuò)張并與胞膜融合，形成膜表面的芽狀突起。

④染色質(zhì)邊集(margination)：晚期核質(zhì)高度濃縮融合成團(tuán)，染色質(zhì)集中分布在核膜的邊緣，呈新月形或馬蹄形分布。線粒體和溶酶體的形態(tài)結(jié)構(gòu)變化不大。⑤凋亡小體(apoptosisbody)：胞膜皺縮內(nèi)陷，分割包裹胞漿，形成泡狀小體，這是凋亡細(xì)胞特征性的形態(tài)學(xué)改變。（電鏡下見透亮空泡和濃密核碎片）③出芽(buding)：內(nèi)質(zhì)網(wǎng)不斷擴(kuò)張并與胞95

2.細(xì)胞凋亡的生化改變

細(xì)胞凋亡過程中DNA的片段化斷裂及蛋白質(zhì)的降解尤為重要。

1)．DNA的片段化

典型的細(xì)胞凋亡以細(xì)胞核固縮、染色質(zhì)DNA的特征性片段化為主要特征。細(xì)胞凋亡發(fā)生時DNA雙鏈的斷裂發(fā)生在核小體連接部，是內(nèi)源性核酸內(nèi)切酶被激活所致。

96DNA鏈上每隔200個核苷酸有1個核小體，當(dāng)內(nèi)切酶在核小體連接區(qū)切開DNA時，即可形成180—200bp或其整倍數(shù)的片段。這些片段在瓊脂糖凝膠電泳中呈特征性的“梯”狀(ladderpattern)條帶，是判斷凋亡發(fā)生的客觀指標(biāo)之一。

DNA片段化斷裂是細(xì)胞凋亡的關(guān)鍵性結(jié)局。DNA鏈上每隔200個核苷酸有1個核小體，當(dāng)97

2)．內(nèi)源性核酸內(nèi)切酶激活及其作用

執(zhí)行染色質(zhì)DNA切割任務(wù)的是內(nèi)源性核酸內(nèi)切酶。盡管已有多種核酸內(nèi)切酶存在于細(xì)胞核內(nèi)，但細(xì)胞內(nèi)外的凋亡誘導(dǎo)因素并不能直接激活該酶，它需要經(jīng)過一系列胞內(nèi)信號轉(zhuǎn)導(dǎo)環(huán)節(jié)方能被激活。

3).凋亡蛋白酶(caspases)的激活及其作用

caspases是一組對底物天冬氨酸部位有特異水解作用，其活性中心富含半胱氨酸的蛋白酶(caspase是cysteine—containingaspartate—specificprotease的縮寫)。目前已發(fā)現(xiàn)該蛋白酶家族至少有13個成員(caspase1-13)。2)．內(nèi)源性核酸內(nèi)切酶激活及其作用98

caspase在凋亡中所起的主要作用是：滅活細(xì)胞凋亡的抑制物(如Bcl-2)；水解細(xì)胞的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致細(xì)胞解體，形成凋亡小體；在凋亡級聯(lián)反應(yīng)(cascade)中水解相關(guān)活性蛋白，使該蛋白獲得或喪失某種生物學(xué)功能（如caspase-9可使caspase-3酶原水解形成具有分解蛋白質(zhì)活性的caspase-3）?！铩?98細(xì)胞凋亡與疾病4課件100

三、細(xì)胞凋亡的調(diào)控

(一)細(xì)胞凋亡相關(guān)因素誘導(dǎo)性因素和抑制性因素兩大類：

1．誘導(dǎo)性因素

細(xì)胞凋亡是一個程序化的過程，這個程序雖已預(yù)設(shè)于活細(xì)胞之中，正常情況下它并不“隨意”啟動，只有當(dāng)細(xì)胞受到來自細(xì)胞內(nèi)外的凋亡誘導(dǎo)因素作用的時候，才啟動，使細(xì)胞一步步走向死亡，因此凋亡誘導(dǎo)因素是凋亡程序的啟動者。常見誘導(dǎo)因素有：三、細(xì)胞凋亡的調(diào)控101

(1)激素和生長因子失衡例如強(qiáng)烈應(yīng)激引起的淋巴細(xì)胞數(shù)量減少，主要由于大量GC分泌，誘導(dǎo)淋巴細(xì)胞凋亡所致。

(2)理化因素射線、高溫、強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、乙醇、抗癌藥物等，均可導(dǎo)致細(xì)胞凋亡。例如：電離輻射可產(chǎn)生大量氧自由基，使細(xì)胞處于氧化應(yīng)激狀態(tài)，DNA受損，引起細(xì)胞凋亡。

(3)免疫性因素免疫細(xì)胞在生長、分化及執(zhí)行防御、自穩(wěn)、監(jiān)視功能中其免疫分子參與了免疫細(xì)胞或靶細(xì)胞的凋亡過程，例如：細(xì)胞毒T淋巴細(xì)胞(CTL)可分泌粒酶，引起靶細(xì)胞發(fā)生凋亡。(1)激素和生長因子失衡102

(4)微生物學(xué)因素細(xì)菌、病毒等致病微生物及其毒素可誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡。如