第一講：介導細胞凋亡的信號通路

第一頁，共三十六頁。課題內容：1、細胞凋亡的概念2、細胞凋亡的生物學特征3、細胞凋亡的過程及機制〔介導細胞凋亡的信號通路，重點講：線粒體介導的細胞凋亡途徑〕第二頁，共三十六頁。一、概念：細胞凋亡是指為維持內環境穩定，由基因控制的細胞自主的有序的死亡。不是一件被動的過程，而是主動過程。即細胞程序性死亡〔programmedcelldeath，PCD〕第三頁，共三十六頁。細胞凋亡與壞死的區別★壞死（病理性）凋亡（生理性）生化特點被動，無新蛋白合成，不耗能主動，有新蛋白合成，耗能形態變化細胞結構溶解、破壞、細胞腫脹胞膜及細胞器相對完整細胞皺縮，核固縮炎癥反應溶酶體破裂，炎癥反應溶酶體完整，無炎癥反應DNA電泳彌散性降解，電泳呈均一DNA片狀DNA片段化（180-200bp），電泳呈“梯”狀條帶凋亡小體無有基因調控無有第四頁，共三十六頁。第五頁，共三十六頁。凋亡時細胞的形態學改變空泡化固縮出芽邊集凋亡小體1、形態學特征：二、細胞凋亡的生物學特征第六頁，共三十六頁。2、生化特征：⑴胞漿內Ca2+濃度升高。⑵DNA內切酶活性被激活升高，雙鏈DNA在核小體之間切斷形成10~185bp為基數的有序片段。⑶Ⅱ型谷氨酰胺轉移酶和需鈣蛋白酶〔Calpain〕活性升高。第七頁，共三十六頁。細胞凋亡的生化改變DNA的片段化斷裂蛋白質的降解

典型凋亡細胞DNA瓊脂糖凝膠電泳〔呈現梯狀條帶〕第八頁，共三十六頁。三、細胞凋亡的過程及機制接受凋亡信號凋亡調控分子間的相互作用蛋白水解酶〔caspases〕的活化凋亡的級聯反響第九頁，共三十六頁。重點：介導細胞凋亡的信號通路機制信號通路〔哺乳動物〕受體介導的細胞凋亡途徑傳統信號介導線粒體介導其他介導途徑

線粒體在細胞凋亡中發揮著主開關的作用,被形象地稱為細胞凋亡的“燃燒室〞，也是細胞凋亡的又一“戰場〞。第十頁，共三十六頁。第十一頁，共三十六頁。線粒體控制細胞死亡的證據在細胞死亡前都有線粒體膜通透性改變原凋亡效應物〔proapoptoticeffectors〕可作用于線粒體膜；Bcl-2家族中抑制凋亡的成員能與線粒體膜蛋白產生交叉反響，而抑制細胞凋亡；通過特異性藥物抑制線粒體膜的通透性可阻止或延緩細胞死亡；無細胞系統〔cell-freesystem〕已別離出一些線粒體蛋白，它們具有水解酶〔如caspase和nuclease〕活性。第十二頁，共三十六頁。線粒體介導的細胞凋亡途徑

一、關鍵分子：cytc〔細胞色素C〕幻燈片25細胞色素C的釋放是凋亡發生的關鍵事件，也是線粒體參與凋亡的主要方式

第十三頁，共三十六頁。線粒體外膜通透性增高胞質中出現CytC與細胞漿中成分作用激活caspases誘導細胞凋亡的發生如染色質濃縮和核碎裂第十四頁，共三十六頁?！颿ytc釋放的具體機制有兩種途徑：

〔一〕、線粒體釋放cytoc,受Bcl-2蛋白家族調控幻燈片321、Bcl-2、Bcxl與VDAC結合,通道關閉;〔備注：VDAC是外膜離子通道，也是cytoc釋放的通道〕2、Bax、Bak能加速VDAC開放,cytc釋放。第十五頁，共三十六頁。細胞凋亡的兩條通路：膜受體通路、線粒體通路第十六頁，共三十六頁。3.P53與細胞凋亡〔腫瘤抑制基因〕P53的產物主要存在于細胞核內，在依賴P53蛋白的細胞凋亡中，P53基因是通過調節Bc1-2和Bax基因的表達來影響細胞凋亡的。P53蛋白能特異地抑制Bc1-2的表達，相反對Bax的表達那么有明顯的促進作用。研究說明，P53蛋白是Bax基因的直接的轉錄活化因子。在這些細胞中，P53蛋白的積累和活動引起了細胞凋亡。第十七頁，共三十六頁。第十八頁，共三十六頁。4、活性氧〔ROS〕的生成增加、Ca2+內流增加也以促進CytC的釋放，從而導致細胞損傷。第十九頁，共三十六頁。二、線粒體通透性轉換孔(PTP)開放

線粒體通透性轉換孔(PTP)開放

膜電位崩潰、外膜破裂內膜通透性增加線粒體基質膨脹外膜皺襞少，外表積小，易破裂釋放膜間促凋亡蛋白誘導細胞凋亡第二十頁，共三十六頁。第二十一頁，共三十六頁。三、線粒體介導的細胞凋亡的其他途徑：1、γ射線或神經酰胺等，破壞線粒體內電子傳遞和能量代謝，細胞凋亡。

2、釋放DPF〔deathpromotingfactor〕即死亡促進因子。3、釋放氧自由基

4、線粒體膜滲透性改變，線粒體內高滲狀態細胞骨架蛋白受壓→凋亡第二十二頁，共三十六頁。知識拓展：細胞凋亡與人類疾病細胞凋亡受抑制有關的疾病

惡性腫瘤:濾泡性淋巴瘤、乳腺癌、等白血病自身免疫性疾?。合到y性紅斑狼瘡、腎炎病毒感染性疾?。合俨《静　⑩艺畈《静〖毎蛲鲈龆嘤嘘P的疾病

艾滋?。荷窠涀冃孕约膊。涸缋闲赃t呆、帕金森病、小腦退化病骨髓發育不全性疾病缺血性疾病第二十三頁，共三十六頁。各抒己見：如何辯證的看待細胞凋亡的意義，以及研究細胞凋亡的信號通路的前景，你能說一說嗎？第二十四頁，共三十六頁。謝謝第二十五頁，共三十六頁。一、死亡受體的信號途徑參與死亡受體信號轉導的接頭蛋白：〔死亡結構域蛋白deathdomainprotein〕TRADD：TNF受體相關死亡結構域蛋白TNF+TNFRI〔死亡結構域〕+TRADD—細胞凋亡FADD：Fas相關死亡結構域蛋白FasL+Fas〔死亡結構域〕+FADD—細胞凋亡RIP：受體相互作用蛋白CRADD：含有死亡結構域的caspase和RIP接頭蛋白MADD：活化MAP激酶的死亡結構域蛋白第二十六頁，共三十六頁。細胞凋亡的膜受體通路FASL+FAS+FADD凋亡誘導復合物〔DISC〕胞質中游離的caspase8聚集到這個復合物上細胞有足夠caspase8細胞caspase8濃度不夠死亡受體活化，切割BidtBid從胞質到線粒體細胞凋亡CtyC釋放第二十七頁，共三十六頁。二、傳統傳統信號介導的細胞凋亡1、G蛋白信號途徑：2、cAMP信號途徑：3、酶蛋白信號通路：4、Ca2+濃度與細胞凋亡：第二十八頁，共三十六頁。MitochondriainApoptosis

第二十九頁，共三十六頁。

四、其他途徑：1、T細胞受體信號轉導途徑。2、粘附因子與細胞凋亡。3、活性氧與細胞凋亡。4、內質網介導的細胞凋亡。第三十頁，共三十六頁。cytc是第一種被發現的線粒體釋放促凋亡蛋白，是線粒體呼吸鏈的重要組成局部。正常情況下cytc是一個定位于線粒體膜間隙的水溶性蛋白，穩定地結合于線粒體內膜，不能通過外膜。幻燈片13第三十一頁，共三十六頁。備注：Bcl-2蛋白家族的三級結構分析顯示,它們具有成孔道的結構域,Bcl2xl、Bcl-2、Bax、Bid等均可結合到人工膜上,形成離子通道。

幻燈片15第三十二頁，共三十六頁。第三十三頁，共三十六頁。1、Bcl-2如在線粒體外膜上高表達,一方面與Bid、Bax結合,抑制cytoc釋放的正反饋機制;另一方面,它有“質子泵〞的功能,使線粒體內呼吸產生的H+外泵至胞漿,維持跨膜電位ΔΨm,減少活性氧生成,抑制凋亡。幻燈片15第三十四頁，共三十六頁。2、在細胞存活狀態下,Bax以BH3結構域與Bcl-2及Bcl2xl的BH3結構域形成異質二聚體。當細胞內Bax類型的BH3結構域增多時,或注入單純的BaxBH3結構域,或Bid、Bak、Bad等表達增多，都能使Bax從異二聚體中解離出來,從胞漿轉位至線粒體外膜上,引起促凋亡因子〔cytoc〕釋放?；脽羝?5第三十五頁，共三十六頁。內容總結第一講：。的過程，而是主動過程。⑵DNA內切酶活性被激活升高，雙鏈DNA在。無細胞系統〔cell-freesystem〕已別離出一些線粒體蛋白，它們具有水解酶〔如caspase和nuclease〕活性。細胞凋亡的兩條通路：膜受體通路、線粒體通路。病毒感染性疾?。合俨《静?、庖疹病毒病。TNF+TNFRI〔死亡結構域〕+TRADD—細胞凋亡。二、傳統傳統信號介導的細胞凋亡。幻燈片15第三十六頁，共三十六頁。低血糖危象

概念又稱低血糖癥低血糖癥(hypoglycemia)是由多種病因引起的血葡萄糖(簡稱血糖)濃度過低所致的一組臨床綜合征。一般以成人血漿血糖濃度＜2.8mmol/L，或全血葡萄糖＜2.5mmol/L為低血糖。兒童低血糖診斷標準比成人值低1.11mmol/L，但是否出現臨床癥狀，個體差異較大。低血糖癥定義據生化指標和臨床表現分3種類型低血糖癥：血糖水平低于2.8mmol/l，同時有臨床癥狀，及時進餐后可緩解。低血糖：血糖水平低于2.8mmol/l，可有或無癥狀。低血糖反應:患者有與低血糖相應的臨床癥狀和體征，血糖多數低于2.8mmol/l，但也有可能不低。主要與血糖下降速度過快引起升糖激素釋放（如兒茶酚胺）所致的癥狀及體征有關。血糖水平及生理應答反應血糖水平降低至4.6mmol/l時，胰島素分泌受抑制。血糖水平在3.8mmol/l時，胰高血糖素、腎上腺素開始釋放。血糖水平在3.0mmol/l時，開始出現低血糖癥狀。血糖水平低于2.8mmol/l時，患者出現進行性認知能力下降。血糖低于1.5mmol/l時，患者出現昏迷。低血糖癥的臨床表現交感神經興奮的表現

在血糖下降快，腎上腺素分泌較多時更為明顯，為一種代償反應。表現為心慌、出汗、饑餓、無力、手抖、視物模糊、面色蒼白、緊張感。低血糖的分級輕度：僅有饑餓感，可伴一過性出汗、心悸，可自行緩解。中度：心悸、出汗、饑餓明顯，有時可發生手抖、頭昏，需補充含糖食物方可糾正。重度：是在中度低血糖癥狀的基礎上出現中樞神經供能不足的表現，如嗜睡、意識（認人、認方向）障礙、胡言亂語、甚至昏迷，死亡病因血糖利用過度和血糖生成不足發病機制體內維持血糖正常有賴于消化道、肝腎、及內分泌腺體等多器官功能的協調一致。人體通過神經體液調節機制來維持血糖的穩定，當血糖下降時，重要的反應是體內胰島素分泌減少，而胰島素的反調節激素如腎上腺素、胰升糖素、皮質醇分泌增加。使肝糖原產生增加，糖利用減少，以保持血糖穩定。主要生理意義；保證對腦細胞的供能，腦細胞所需的能量幾乎完全直接來自血糖而且本身沒有糖原儲備，當血糖下降到≤2.8mmol／L時一方面引起交感神經興奮大量兒茶酚胺釋放，另一方面由于能量供應不足使大腦皮質功能抑制，皮質下功能異常即表現為中樞神經癥狀和交感神經興奮癥狀。病情評估交感神經興奮的癥狀；出汗、顫抖、心悸（心跳加快）、饑餓、焦慮、緊張、軟弱無力、面色蒼白、流涎、肢涼震顫、血壓輕度升高，這些癥狀血糖快速下降時尤其突出。

神經性低血糖的癥狀；即腦功能障礙癥狀，表現為精神不集中、頭暈、遲鈍、視物不清、步態不穩、也可有幻覺、躁動、行為怪異等精神失常表現；波及表層下中樞、中腦、延髓時表現為神志不清、幼稚動作、甚至昏迷、血壓下降。病情判斷以交感神經癥狀為主者易于識別，以腦功能障礙為主者易誤診為神經癥、精神病、癲癇、腦血管意外等還應該與糖尿病酮癥酸中毒、非酮癥高滲性昏迷、藥物中毒等昏迷鑒別。詳細詢問病史、既往史、立即檢查血糖。救治與護理輕者神志清醒可給口服糖水、含糖飲料、面包、餅干、饅頭等。神志不清者切忌口喂食而導致呼吸道窒息而死亡。迅速建立靜脈通路。

1.嚴密觀察病情密切觀察生命體征及神志變化。觀察尿、便的情況記錄出入量。觀察治療前后病情變化，評估治療效果。清醒后還容易再度出現低血糖，故應需要觀察12~48小時。

2.升高血糖注射