第七章知識資料細(xì)胞凋亡

千里之行，始于足下朽木易折，金石可鏤Word-可編輯第七章細(xì)胞凋亡凋亡（apoptosis）,程序性細(xì)胞死亡（programmedcelldeath,PCD）生理性細(xì)胞死亡。細(xì)胞凋亡概論一、凋亡與壞死apoptosisvs.necrosis）凋亡是一個受細(xì)胞主動調(diào)節(jié)的自身消化過程，凋亡細(xì)胞的特征形態(tài)學(xué)改變使其可被其它細(xì)胞吞噬而不泄露胞質(zhì)內(nèi)容物，不會引起炎癥反應(yīng)。壞死是因為物理損傷、缺血或細(xì)菌毒素等引起的破壞性細(xì)胞死亡過程，細(xì)胞內(nèi)容物的釋放導(dǎo)致局部炎癥反應(yīng)。二、凋亡的生理功能維持組織穩(wěn)態(tài)平衡（homeostasis）,通過干細(xì)胞分裂產(chǎn)生新細(xì)胞的同時，挑選性地除去那些損傷的或老的或多余的細(xì)胞。清除不需要的免疫細(xì)胞。神經(jīng)元發(fā)育個體發(fā)育三、凋亡細(xì)胞的形態(tài)學(xué)和生化特征細(xì)胞皺縮（shrinkage）質(zhì)膜出泡（blebbing）染色質(zhì)濃縮DNA裂解：核小體DNAladder磷脂酰絲氨酸由質(zhì)膜內(nèi)側(cè)翻轉(zhuǎn)至外側(cè)凋亡小體的釋放第二節(jié)凋亡的分子機(jī)制 一、細(xì)胞表面死亡受體 細(xì)胞死亡受體家族的成員是一類跨膜蛋白，它們均含有一個與配基結(jié)合的胞外結(jié)構(gòu)域；一個跨膜域和一個轉(zhuǎn)導(dǎo)胞外信號進(jìn)入胞內(nèi)的胞內(nèi)結(jié)構(gòu)域(死亡結(jié)構(gòu)域)。這此受體（如Fas、TNF受體）同它們的配基結(jié)合后被激活并導(dǎo)致細(xì)胞凋亡。二、Bcl-2家族 對B細(xì)胞淋巴瘤的研究發(fā)現(xiàn)bcl-2是一種抗凋亡基因，進(jìn)一步研究證實它與ced-9基因同源。因為8：14染色體易位所致的bcl-2過度表達(dá)抑制腫瘤細(xì)胞凋亡。與Bcl-2功能相似的有Bcl-Xl,Bcl-w,Mcl-1,andA1等，構(gòu)成一個大的蛋白家族。這些蛋白表達(dá)于線粒體、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和核被膜的外膜，Bcl-2及其高度同源物Bcl-xl保護(hù)線粒體膜的殘破性。Bax-促進(jìn)凋亡的Bcl-2家族成員：與Bcl-2結(jié)合的蛋白，包括Bax、Bak、Bik、Bid、Bim和HRK。當(dāng)在細(xì)胞中過度表達(dá)時促進(jìn)凋亡，其殺細(xì)胞活性可被Bcl-2類蛋白拮抗?？沟蛲龅鞍缀痛龠M(jìn)凋亡的蛋白如Bcl-2和Bax間的比率決定細(xì)胞對凋亡信號的敏感性。Bax可被P53上調(diào)，這是DNA損傷時P53誘導(dǎo)細(xì)胞死亡的一種方式。這些蛋白通常存在于其它胞內(nèi)隔室如胞漿中，在凋亡時移動進(jìn)入線粒體。三、Caspase蛋白酶-實施凋亡的蛋白酶這是一族半胱氨酸（cysteine）催化的在天冬氨酸（asparticacid）處裂解底物的蛋白酶（半胱天冬酶）2、所有Caspase先以無活性的酶原（procaspase）的形式合成，其激活過程包括：①二聚體化②caspase自身序列裂解成小亞其和大亞基③除去prodomain。3、最早發(fā)現(xiàn)的caspase為IL-1β轉(zhuǎn)化酶(ICE=caspase-1)它將pro-IL-1前體裂解成其活性形式。ICE基因轉(zhuǎn)染導(dǎo)致細(xì)胞凋亡。此過程可被一種牛痘病毒蛋白CrmA抑制。CrmA抑制所有caspase。4、已知該家族成員超過12個，固然其中某些caspase參加白細(xì)胞介素的成熟，但大多數(shù)作用是激活凋亡。通過在特異性caspase裂解位點(e.g.DEVD)處裂解靶蛋白，而使蛋白激活或失活，從而影響凋亡。例如：a.DFF-DNAfragmentationfactor-cleavageofaninhibitorysubunitactivatesthisnucleasewhichcutstheDNAintoadistinctladder-likepatternandforchromatintocondense.b.PARP-Poly-ADPribosepolymerase,aDNArepairenzymeinactivatedbycaspasesc.nuclearlamin-causesnucleustoloseitsstructuralintegrityaftercleavaged.cytoskeletalproteins-cleavagecausesmembraneblebbing5、殺傷T-淋巴細(xì)胞可釋放顆粒酶（granzymes）于靶細(xì)胞上而誘導(dǎo)凋亡：granzymes裂解和激活caspase→誘導(dǎo)凋亡6、現(xiàn)正研究能徹低阻斷凋亡的caspases抑制劑，看它們是否能保護(hù)中風(fēng)、心梗和器官移植中細(xì)胞免于因缺血誘導(dǎo)的凋亡四、Caspases的激活（一）死亡受體被其配基激活1、TNF受體與稱為TRADD的蛋白結(jié)合，后者再結(jié)合FADD；Fas直接與FADD結(jié)合。FADD結(jié)合caspase-8(又稱為FLICE),它含有死亡結(jié)構(gòu)域同時又具蛋白酶催化活性活化的caspase-8激活凋亡途徑.；.觸發(fā)激活的關(guān)鍵是受體的寡聚化。在Fas系統(tǒng)中FasL與Fas的互相作用導(dǎo)致Fas受體形成三聚體,從而激活凋亡。5、FasL也是一個單一跨膜蛋白。FasL既可通過與之互相作用殺死相鄰細(xì)胞，也可激活細(xì)胞自身的Fas而自殺。（二）Apaf1-caspase活化蛋白1、Caspase-8裂解Bid使其C-端域易位至線粒體中。2、Bid及其它Bcl2家族促凋亡蛋白的作用導(dǎo)致線粒體釋放細(xì)胞色素C。.3、Bcl2抑制cytochromec釋放。4、Cytochromec在胞漿中與Apaf-1結(jié)合。Apaf-1/cytochromec經(jīng)需能的寡聚化形成大的蛋白復(fù)合物(Apoptosome)，后者聚攏procaspase-9procaspase-9經(jīng)自身裂解而活化。6、Caspase-9裂解caspase-3和其它caspases，激活凋亡的效應(yīng)器期effectorphase）,從而使細(xì)胞結(jié)構(gòu)被破壞。五、IAPs,抑制caspase活性的蛋白家族A.IAPsareinhibitorsofapoptosisprotein.Thereare7identifiedIAPsinhuman.B.IAPsinhibitapoptosisbyinhibitingcaspaseactivities.C.IAPsprovideasafeguardmechanismagainstminimalactivationoftheapoptosisprogram.D.SeveralIAPsareoverexpressedintumors.第三節(jié)凋亡與疾病A.Cance