細(xì)胞凋亡與疾病

一細(xì)胞凋亡概述二細(xì)胞凋亡的過程與調(diào)控*三細(xì)胞凋亡調(diào)控異常與疾病**四調(diào)控細(xì)胞凋亡防治疾病的思路當(dāng)前第1頁\共有86頁\編于星期四\21點Kerr,J.F.R.,Wyllie,A.H.&Currie,A.R.,Apoptosis:ABasicBiologicalPhenomenonWithWideRangingImplicationsInTissueKinetics.BritishJournalofCancer(1972),26,239第一節(jié)概述一、研究背景當(dāng)前第2頁\共有86頁\編于星期四\21點細(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。現(xiàn)在認(rèn)為：細(xì)胞凋亡在有機體的正常發(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。當(dāng)前第3頁\共有86頁\編于星期四\21點細(xì)胞凋亡研究中的重要事件1972Theterm“apoptosis”coined1987DiscoveryofBcl-21993ICECaspasesidentifiedp53discoveredasanapoptosisregulator19911989Deathreceptors(TNFR,Fas/Apol-1)

RoleCytCandapoptosomeconfirmed

1996-7IAPsdiscovered2000Smacdiscovered1977-1982DeathgenesinC.elegansidentified“l(fā)adderpattern”當(dāng)前第4頁\共有86頁\編于星期四\21點線蟲發(fā)育中細(xì)胞的凋亡：熒光顯微鏡圖片

熒光顯微鏡下的秀麗線蟲（圖片來自nematode）

秀麗線蟲：2002'諾貝爾生物醫(yī)學(xué)獎的新寵。

當(dāng)前第5頁\共有86頁\編于星期四\21點

二、與細(xì)胞凋亡有關(guān)的基本概念

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，清除異常細(xì)胞方式；病理條件下，細(xì)胞凋亡可致疾病。當(dāng)前第6頁\共有86頁\編于星期四\21點

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)束其生命的過程，最后細(xì)胞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。目前對PCD概念又有新的延伸。（一）細(xì)胞凋亡與程序性細(xì)胞死亡當(dāng)前第7頁\共有86頁\編于星期四\21點

(二)細(xì)胞凋亡與有絲分裂(mitosis)

有絲分裂代表細(xì)胞的分裂與分化，其與機體的生長發(fā)育密切相關(guān)。而細(xì)胞凋亡是由細(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。正常時，二者動態(tài)平衡，以維持機體細(xì)胞數(shù)量的平衡和自穩(wěn)(如蝌蚪青蛙尾巴消失現(xiàn)象)。當(dāng)前第8頁\共有86頁\編于星期四\21點

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、分子機制、結(jié)局和意義等方面都有本質(zhì)的區(qū)別：

（三）細(xì)胞凋亡與細(xì)胞壞死(necrosis)當(dāng)前第9頁\共有86頁\編于星期四\21點細(xì)胞凋亡與壞死的比較

區(qū)別點壞死（他殺）凋亡（自殺）

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)因素強烈刺激，隨機發(fā)生較弱刺激，非隨機發(fā)生3.生化特點被動過程，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有當(dāng)前第10頁\共有86頁\編于星期四\21點當(dāng)前第11頁\共有86頁\編于星期四\21點NPCD：細(xì)胞死亡細(xì)胞壞死PCD凋亡：1型細(xì)胞死亡自噬：2型細(xì)胞死亡自噬小體形成副凋亡：無caspase活化脹亡：oncosis有絲分裂災(zāi)變：不依賴p53或依賴當(dāng)前第12頁\共有86頁\編于星期四\21點凋亡壞死有絲分裂災(zāi)變緩慢細(xì)胞死亡副凋亡自噬細(xì)胞死亡概貌圖死亡信號死亡受體觸發(fā)癌基因激活細(xì)胞毒物藥放射線紫外線其它〝〞cell當(dāng)前第13頁\共有86頁\編于星期四\21點1.確保正常發(fā)育生長

機體的發(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。它可以清除多余和失去功能價值的細(xì)胞。

人胚胎肢芽形成指(趾)間隙的過程

哺乳類雄性個體穆勒氏管的消失

昆蟲羽化時的改組

三、細(xì)胞凋亡的生理和病理意義當(dāng)前第14頁\共有86頁\編于星期四\21點

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)就可能干擾機體功能，甚至演變?yōu)槎喾N疾病(如腫瘤)。為了維持內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)定，機體必須及時將這些細(xì)胞清除，清除這些細(xì)胞的主要方式就是凋亡。當(dāng)前第15頁\共有86頁\編于星期四\21點

清除針對自身抗原的T細(xì)胞，維持免疫穩(wěn)定更新皮膚、粘膜上皮：新C增殖/衰老C凋亡子宮內(nèi)膜隨H水平的周期變化清除不能修復(fù)的受損C/癌前病變C通過細(xì)胞凋亡被機體清除的細(xì)胞數(shù)量是相當(dāng)可觀的，每秒鐘可達數(shù)百萬個！

當(dāng)前第16頁\共有86頁\編于星期四\21點

3.發(fā)揮積極的防御功能

細(xì)胞凋亡參與了機體的防御反應(yīng)，例如當(dāng)機體受到病毒感染時，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。當(dāng)前第17頁\共有86頁\編于星期四\21點1、誘導(dǎo)期2、效應(yīng)期3、降解期第二節(jié)細(xì)胞凋亡過程與調(diào)控一、細(xì)胞凋亡的過程(三個階段)DNase激活Caspases激活基因降解結(jié)構(gòu)破壞凋亡細(xì)胞吞噬清除凋亡誘導(dǎo)因素+受體死亡信號凋亡相關(guān)基因激活Ca2+神經(jīng)酰胺cAMP當(dāng)前第18頁\共有86頁\編于星期四\21點

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?？梢姷剑孩倏张莼?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。當(dāng)前第19頁\共有86頁\編于星期四\21點

③出芽(buding)：內(nèi)質(zhì)網(wǎng)不斷擴張并與胞膜融合，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，染色質(zhì)集中分布在核膜的邊緣，呈新月形或馬蹄形分布。

當(dāng)前第20頁\共有86頁\編于星期四\21點胞膜皺縮內(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）⑤凋亡小體(apoptosisbody)：當(dāng)前第21頁\共有86頁\編于星期四\21點NormalCellApoptoticCell當(dāng)前第22頁\共有86頁\編于星期四\21點

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（Caspase）尤為重要。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。當(dāng)前第23頁\共有86頁\編于星期四\21點

DNA鏈上每隔200個核苷酸就有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)片段。

這些片段在瓊脂糖凝膠電泳中可呈特征性的“梯狀”(ladderpattern)條帶，這是判斷凋亡發(fā)生的客觀指標(biāo)之一。因此,DNA片段化斷裂是細(xì)胞凋亡的關(guān)鍵性結(jié)局。當(dāng)前第24頁\共有86頁\編于星期四\21點DNAladderassayedwiththeApoptoticDNALadderKitLaneIdentification:M=Sizemarker；–=Controlcellswithoutcamptothecin+=Cellstreatedwithcamptothecin；C=Positivecontrolfromthekit當(dāng)前第25頁\共有86頁\編于星期四\21點DNAladderassayedwiththeApoptoticDNALadderKitTNF（50、100、150IU/ml）inducedL929for14h當(dāng)前第26頁\共有86頁\編于星期四\21點?強烈應(yīng)激致LC↓,GC分泌↑誘導(dǎo)其凋亡。?甲狀腺素促蝌蚪→青蛙的器官退化。?TNF可誘導(dǎo)多種細(xì)胞發(fā)生凋亡。?興奮性神經(jīng)遞質(zhì)(Glu)誘導(dǎo)神經(jīng)元凋亡。三、細(xì)胞凋亡的調(diào)控（一）細(xì)胞凋亡信號

1、生理性凋亡信號(1)某些激素和細(xì)胞因子直接作用當(dāng)前第27頁\共有86頁\編于星期四\21點1、生理性凋亡信號(1)某些激素和細(xì)胞因子直接作用(2)某些激素和細(xì)胞因子間接作用

ACTH/睪丸酮/雌激素等，防靶細(xì)胞凋亡，維持其正常存活之必需。當(dāng)其缺乏時，激活killergene引發(fā)凋亡。當(dāng)前第28頁\共有86頁\編于星期四\21點2、病理性凋亡信號☆誘導(dǎo)凋亡的因素：

生物及化學(xué)毒素/病毒感染/射線/應(yīng)激/抗癌藥物/營養(yǎng)缺乏/功能負(fù)荷過重等。(兩重性)☆抑制凋亡的因素：各種化學(xué)促癌物/病毒(EBV/HPV)/Zn2+/苯巴比妥/半胱氨酸蛋白酶抑制劑/中性氨基酸誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡與否與有害因素的種類、強度和作用持續(xù)時間等有關(guān)。當(dāng)前第29頁\共有86頁\編于星期四\21點

①氧化應(yīng)激的作用輻射/感染/毒素→ROS↑DNA損傷激活P53基因/活化聚ADP核糖轉(zhuǎn)移酶脂質(zhì)過氧化使Ca2+內(nèi)流增加活化核轉(zhuǎn)錄因子NF-B和AP-1☆誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡的環(huán)節(jié)

②死亡受體的激活一組TNFR基因超家族成員Fas、TNFR1、DR3/4/5等（膜蛋白）相應(yīng)配體（生理或病理）與之結(jié)合即觸發(fā)凋亡

③線粒體功能和結(jié)構(gòu)的改變跨膜電位(

m

)明顯下降（PTP異常）鈣穩(wěn)態(tài)失衡（胞漿Ca2+↑激活多種酶）當(dāng)前第30頁\共有86頁\編于星期四\21點FaslTNFTNFR2TWEAKTRAILFas/CD95TNFR1DR3APR-3DR4/5ICE樣CaspaseApoptosisTWEAK

TNF相似的凋亡誘導(dǎo)分子TRAIL

TNF相關(guān)的凋亡誘導(dǎo)配體（二）細(xì)胞凋亡信號的轉(zhuǎn)導(dǎo)1、死亡受體介導(dǎo)的凋亡通路FasL、TNF、DR3-5配體介導(dǎo)的細(xì)胞凋亡信號途徑當(dāng)前第31頁\共有86頁\編于星期四\21點促凋亡因子銜接蛋白死亡誘導(dǎo)信號復(fù)合物DISC當(dāng)前第32頁\共有86頁\編于星期四\21點

★Fas蛋白/Fas配體信號系統(tǒng)（TNFR）Fas是一種細(xì)胞表面受體，為跨膜蛋白。也稱為APO-1（CD95），是1989年兩家實驗室同時發(fā)現(xiàn)在細(xì)胞株表面介導(dǎo)凋亡的蛋白分子，屬于腫瘤壞死因子受體家族。

Fas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，存在于多種組織細(xì)胞。

當(dāng)前第33頁\共有86頁\編于星期四\21點①

FasL/抗FasAb→Fas蛋白→神經(jīng)酰胺→PKs

↓

②

抗FasAb/TNF→Fas蛋白

↓降解H1組蛋白←ICE樣Caspase

↓DNA舒展位點暴露→核酸內(nèi)切酶切割DNA

③Fas蛋白激活→胞內(nèi)Ca2+信號系統(tǒng)→死亡信息★Fas相關(guān)的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路細(xì)胞凋亡當(dāng)前第34頁\共有86頁\編于星期四\21點

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。線粒體途徑最為重要！

線粒體并非只是能量細(xì)胞器，在凋亡中是樞紐，它通過釋放凋亡啟動因子(如CytC、AIF、Smac/Diablo)進入胞質(zhì)而調(diào)控著細(xì)胞的生死。

2、線粒體介導(dǎo)的凋亡通路當(dāng)前第35頁\共有86頁\編于星期四\21點PTP開放bcl-2射線Ca2+/NO生物/化療缺血缺氧活性氧線粒體m線粒體介導(dǎo)的凋亡通路Apaf+Cyt.CAIFCaspase抑制劑無活性核酸內(nèi)切酶核酸內(nèi)切酶激活DNA斷裂細(xì)胞凋亡凋亡蛋白酶Caspase-3Procaspase-3Caspase-9Procaspase-9當(dāng)前第36頁\共有86頁\編于星期四\21點

線粒體Smac↑與細(xì)胞凋亡（Secondmitochondria-derivedactivatorofcaspase）

核酸內(nèi)切酶G或caspase的二級線粒體衍生激活因子凋亡復(fù)合體①cAMP/PKA信號系統(tǒng)②胞內(nèi)Ca2+信號系統(tǒng)③神經(jīng)酰胺信號系統(tǒng)④DG/PKC信號系統(tǒng)⑤PTK信號系統(tǒng)此外內(nèi)質(zhì)網(wǎng)可以介導(dǎo)凋亡通路當(dāng)前第37頁\共有86頁\編于星期四\21點

?在細(xì)胞凋亡過程中執(zhí)行染色質(zhì)DNA切割任務(wù)的是內(nèi)源性核酸內(nèi)切酶。

?核酸內(nèi)切酶在細(xì)胞核內(nèi)，不能直接激活，需一系列胞內(nèi)信號轉(zhuǎn)導(dǎo)方能激活（Ca2+/mg2+依賴，Zn2+抑制）。

?活化的內(nèi)切酶使DNA斷裂為核小體倍數(shù)的片段。

1、內(nèi)源性核酸內(nèi)切酶激活及其作用（三）細(xì)胞凋亡的執(zhí)行當(dāng)前第38頁\共有86頁\編于星期四\21點

凋亡蛋白酶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14個成員(caspase1-14)。

胱冬肽酶蛋白酶家族

2、Caspases的激活及其作用當(dāng)前第39頁\共有86頁\編于星期四\21點Caspase的激活Caspase分為兩類：啟動型：caspase8-10效應(yīng)型：caspase3/6/7當(dāng)前第40頁\共有86頁\編于星期四\21點?滅活凋亡抑制蛋白/凋亡抑制物(如Bcl-2)。

?水解蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)使細(xì)胞解體，裂解核纖層蛋白lamins的板層結(jié)構(gòu)，形成凋亡小體。Caspase在凋亡中所起的主要作用是：

3、其他?組織型轉(zhuǎn)谷氨酰胺酶催化谷氨酰與賴氨基交聯(lián)形成穩(wěn)定構(gòu)架，形成凋亡小體。

?胞漿Ca2+↑活化需鈣蛋白酶（calpains）引發(fā)相關(guān)凋亡過程。當(dāng)前第41頁\共有86頁\編于星期四\21點

目前，細(xì)胞凋亡相關(guān)基因多達數(shù)十種，根據(jù)功能的不同可將其分為三類：抑制凋亡基因：Bcl-2

、EIB、IAP等促進凋亡基因：wtp53、Bax、Bak等雙向調(diào)控基因：c-myc、Bclx（四）細(xì)胞凋亡的基因調(diào)控當(dāng)前第42頁\共有86頁\編于星期四\21點拮抗凋亡：Bcl-2、Bcl-xL、Bcl-w、BAG、CED9、MCL1、A1、EIB-19k

促進凋亡：BAX、BAK、BAD

Bcl-2家族成員的一個顯著特征是形成同源或異源二聚體，促進凋亡蛋白和拮抗凋亡蛋白的比率決定著細(xì)胞是否生存。1、Bcl-2家族(Bcelllymphoma/leukemia-2)

Bcl-2是B細(xì)胞淋巴瘤/白血病-2基因的縮寫形式，它是首個被確認(rèn)抑制凋亡作用的基因。Bcl-2家族是高等動物生存和死亡信號至關(guān)重要的整合因子。已發(fā)現(xiàn)至少15個Bcl-2蛋白家族成員：當(dāng)前第43頁\共有86頁\編于星期四\21點

①直接的抗氧化；②抑制線粒體釋放促凋亡蛋白(Cyt.C、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)。Bcl-2抗凋亡的主要機制是：當(dāng)前第44頁\共有86頁\編于星期四\21點

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(checkpoint)的功能，負(fù)責(zé)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)的表達，阻止細(xì)胞進入細(xì)胞周期，并啟動DNA修復(fù)機制。

突變型p53則抑制細(xì)胞凋亡。

2、p53當(dāng)前第45頁\共有86頁\編于星期四\21點與DNA相結(jié)合的p53蛋白

在人類基因組所包含的數(shù)萬條基因中，它是研究的最為透徹的一個。在已經(jīng)進入臨床試驗的抗腫瘤基因治療藥物中，超過40個都選擇了以它為靶點。當(dāng)前第46頁\共有86頁\編于星期四\21點“molecularpoliceman”--p53當(dāng)前第47頁\共有86頁\編于星期四\21點

C-myc是一種癌基因，其蛋白具有雙向調(diào)節(jié)作用。C-myc蛋白作為重要的轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)因子，既可激活介導(dǎo)細(xì)胞增殖的基因，也可激活介導(dǎo)細(xì)胞凋亡的基因，在此情況下細(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（GF的支持）。3、C-myc當(dāng)前第48頁\共有86頁\編于星期四\21點當(dāng)前第49頁\共有86頁\編于星期四\21點

凋亡細(xì)胞的徹底清除對維持內(nèi)環(huán)境重要！已經(jīng)凋亡的細(xì)胞可被鄰近的吞噬細(xì)胞或其他細(xì)胞所識別、吞噬、分解。這一過程需時約數(shù)分鐘至數(shù)小時。

若清除不徹底，可引起炎性反應(yīng)、次級損傷、抗核抗體及炎性自身抗體。巨噬細(xì)胞是“專職淸道夫”細(xì)胞，其它細(xì)胞亦可。識別死亡標(biāo)記的“可食性”。（五）吞噬細(xì)胞對凋亡細(xì)胞的識別與吞噬當(dāng)前第50頁\共有86頁\編于星期四\21點

一個細(xì)胞表面的糖類與另一個細(xì)胞表面的凝集素結(jié)合激活是吞噬細(xì)胞識別的基礎(chǔ)。1、吞噬細(xì)胞凝集素（Lectin）的作用2、血小板反應(yīng)蛋白介導(dǎo)吞噬3、磷脂酰絲氨酸受體的作用

吞噬細(xì)胞分泌的糖類血小板反應(yīng)蛋白(TSP)可介導(dǎo)巨噬細(xì)胞上的victronectin受體對凋亡細(xì)胞的吞噬。

正常血細(xì)胞膜上的磷脂不對稱分布，細(xì)胞凋亡時被破壞，露出相關(guān)成分，被PS受體識別。當(dāng)前第51頁\共有86頁\編于星期四\21點

細(xì)胞凋亡是機體維持細(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，其共同特點是細(xì)胞凋亡相對不足，細(xì)胞生死相抵之后仍然是生大于死，導(dǎo)致細(xì)胞群體的穩(wěn)態(tài)被破壞，于是病變細(xì)胞異常增多或病變組織體積增大，器官功能異常。

第三節(jié)細(xì)胞凋亡調(diào)控異常與疾病當(dāng)前第52頁\共有86頁\編于星期四\21點

過去一直以為細(xì)胞增殖和分化的異常是腫瘤發(fā)病的主要癥結(jié)所在，現(xiàn)在從另一個角度——細(xì)胞凋亡來審視腫瘤的發(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。1、細(xì)胞凋亡不足與腫瘤當(dāng)前第53頁\共有86頁\編于星期四\21點Bcl-2基因：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)。

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，機體腫瘤的發(fā)生率明顯增加。腫瘤發(fā)生的相關(guān)基因當(dāng)前第54頁\共有86頁\編于星期四\21點

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80％。機體正是通過細(xì)胞凋亡清除那些對機體內(nèi)環(huán)境可能構(gòu)成威脅的細(xì)胞。

因此，從發(fā)病學(xué)角度來看，細(xì)胞凋亡實際上是機體天然的抗癌機制之一，與腫瘤的發(fā)展和轉(zhuǎn)移也密切相關(guān)。當(dāng)前第55頁\共有86頁\編于星期四\21點自身免疫病最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。正常情況下，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。

2、細(xì)胞凋亡不足自身免疫病當(dāng)前第56頁\共有86頁\編于星期四\21點T細(xì)胞的發(fā)育、分化在胸腺內(nèi)進行，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，并進入外周T細(xì)胞庫。當(dāng)前第57頁\共有86頁\編于星期四\21點

如果胸腺功能異常，負(fù)選擇機制失調(diào)，那些針對自身抗原的T細(xì)胞，就可存活，并得到不應(yīng)有的增殖，進而攻擊自身組織，產(chǎn)生自身免疫病，如SLE、多發(fā)性硬化癥、胰島素依賴型糖尿病、慢性甲狀腺炎和系膜增殖性腎小球腎炎等。

當(dāng)前第58頁\共有86頁\編于星期四\21點

因此，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，其主要機制就是誘導(dǎo)那些異常存活的自身免疫性T細(xì)胞凋亡。當(dāng)前第59頁\共有86頁\編于星期四\21點

(1)心肌缺血與缺血-再灌注損傷：

既往認(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)胞的損傷壞死與凋亡共存。(壞死沒救、凋亡可控)二、細(xì)胞凋亡過度1、細(xì)胞凋亡過度與心血管疾病當(dāng)前第60頁\共有86頁\編于星期四\21點①早期凋亡為主，晚期壞死為主②梗死灶中央以壞死為主，周邊凋亡為主③慢/輕缺血凋亡為主，急/重缺血常壞死④IR引起細(xì)胞凋亡有時比單純?nèi)毖鼑?yán)重

心肌缺血與缺血-再灌注損傷時細(xì)胞凋亡特點：當(dāng)前第61頁\共有86頁\編于星期四\21點心肌缺血或缺血-再灌注損傷引起細(xì)胞凋亡的機制不清，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)。

當(dāng)前第62頁\共有86頁\編于星期四\21點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)。當(dāng)前第63頁\共有86頁\編于星期四\21點

(2)心力衰竭：既往人們對心力衰竭發(fā)病機制的研究注意力往往投放到心肌細(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。

目前認(rèn)為：各種原因引起的心肌細(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。當(dāng)前第64頁\共有86頁\編于星期四\21點壓力負(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，是由細(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35.5％，而對照水平僅0.2％-0.4％。這一現(xiàn)象給心衰發(fā)病機制賦予了新的內(nèi)容，即心衰時不但有心肌細(xì)胞功能異常，而且還有心肌細(xì)胞數(shù)量減少。故阻遏凋亡可防治心衰！當(dāng)前第65頁\共有86頁\編于星期四\21點2、細(xì)胞凋亡過度與神經(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)元進行性喪失為其病理特征的疾病，如：

Alzheimerdisease(AD)ParkinsondiseaseHuntington病多發(fā)性硬化癥等當(dāng)前第66頁\共有86頁\編于星期四\21點

AD造成神經(jīng)元喪失的主要機制是細(xì)胞凋亡。其因素包括—淀粉樣蛋白、鈣超載、氧化應(yīng)激及NGF分泌不足等。

其可能機制是：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，阻抑胞內(nèi)游離鈣濃度上升或清除氧自由基，就可能阻斷細(xì)胞凋亡。當(dāng)前第67頁\共有86頁\編于星期四\21點“青少年型帕金森病”患者占據(jù)總?cè)藬?shù)的10％，20％患者因環(huán)境污染或受化學(xué)毒素侵蝕“中招

練太極是治療帕金森病最好的一項體育運動，圖為100多名帕金森病人在打太極。

當(dāng)前第68頁\共有86頁\編于星期四\21點AD神經(jīng)元凋亡性喪失的發(fā)病機制：①Fas抗原的介導(dǎo)：GFAP(膠原纖維酸性蛋白)↓②p53基因的活化：③c-jun和c-fos及其編碼蛋白的作用：④APP695基因突變的作用：-淀粉樣物質(zhì)前體⑤低親和力NGF受體（P75NGFR）高表達⑥NF-B的活化當(dāng)前第69頁\共有86頁\編于星期四\21點

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，其關(guān)鍵的發(fā)病機制是CD4+淋巴細(xì)胞被選擇性破壞，致其數(shù)量銳減，引起相關(guān)免疫功能缺陷。

HIV病毒

球形，直徑100-120nm，電鏡下可見一致密的圓錐狀核心，內(nèi)含病毒RNA分子和酶（逆轉(zhuǎn)錄酶、整合酶、蛋白酶），病毒外層囊膜系雙層脂質(zhì)蛋白膜，其中嵌有g(shù)p120和gp41，分別組成刺突和跨膜蛋白。囊膜內(nèi)面為P17蛋白構(gòu)成的衣殼，其內(nèi)有核心蛋白（P24）包裹RNA。當(dāng)前第70頁\共有86頁\編于星期四\21點(1)糖蛋白120(gP120)：

感染HIV的宿主細(xì)胞膜上可表達一種名為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)胞凋亡。HIVgp120結(jié)合CD4/輔助受體CD4抗原輔助受體CD4+細(xì)胞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)：當(dāng)前第71頁\共有86頁\編于星期四\21點細(xì)胞融合被感染的CD4+細(xì)胞gp120陽性未感染的CD4+細(xì)胞gp120陰性

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(syncytia)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。gp120CD4(2)合胞體形成：當(dāng)前第72頁\共有86頁\編于星期四\21點HIV感染可使CD4+淋巴細(xì)胞的fas基因表達上調(diào)，因而使CD4+淋巴細(xì)胞對fas介導(dǎo)的凋亡敏感性提高。

(3)Fas基因表達上調(diào)：當(dāng)前第73頁\共有86頁\編于星期四\21點

(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)。當(dāng)前第74頁\共有86頁\編于星期四\21點

（5）細(xì)胞因子分泌：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。HIV感染的巨噬細(xì)胞當(dāng)前第75頁\共有86頁\編于星期四\21點(6)Tat蛋白（transactivator）：受HIV感染的細(xì)胞可產(chǎn)生反式激活蛋白tat，這種蛋白可自由透過細(xì)胞膜。tat蛋白進入CD4+淋巴細(xì)胞后，可誘導(dǎo)細(xì)胞產(chǎn)生氧自由基，增強Fas抗原表達而提高對細(xì)胞凋亡的易感性。當(dāng)前第76頁\共有86頁\編于星期四\21點(7)自相殘殺