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1、 壞 死細(xì) 胞 死 亡 凋 亡壞 死 : 活 體 組 織 細(xì) 胞 的 死 亡第 九 章 細(xì) 胞 凋 亡 與 疾 病 第 一 節(jié) 概 述定 義 ： 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 （ 又 稱為 程 序 性 細(xì) 胞 死 亡 ）細(xì) 胞 凋 亡 (apoptosis)， 是 1972年 由 Kerr等 建 議 用 來描 述 伴 隨 細(xì) 胞 死 亡 的 一 系 列 形 態(tài) 學(xué) 上 固 定 的 變 化 形 式 ?！?凋 亡 ” 一 詞 來 自 希 臘 語 ， apo意 為 “ 分 離 ” ，ptosis指

2、 花 瓣 或 樹 葉 的 脫 落 ， “ 凋 亡 ” 是 由 這 兩 個(gè) 詞組 合 而 成 ， 意 指 細(xì) 胞 凋 亡 的 形 態(tài) 類 似 秋 天 花 瓣 或 樹 葉的 凋 落 一 樣 研 究 簡(jiǎn) 史n 半 個(gè) 世 紀(jì) 前 :人 們 就 觀 察 到 生 理 自 發(fā) 退 化 死 亡 現(xiàn) 象 .n 1965年 :發(fā) 育 生 物 學(xué) 家 Lockshin和 Williams首 先 提 出了 PCD（ 程 序 化 死 亡 ） 一 詞 ， 用 于 描 述 蛾 的 發(fā) 育 過 程n 1972年 :Kerr等 首 次 提 出 了 細(xì) 胞 凋 亡 的 概 念n 1977年 :人 們 注 意 到 在 生 理 或

3、 病 理 性 刺 激 條 件 下 ， 淋巴 細(xì) 胞 發(fā) 育 過 程 中 的 凋 亡 現(xiàn) 象 。n 1980年 :Wyllie研 究 胸 腺 細(xì) 胞 在 糖 皮 質(zhì) 激 素 作 用 下 引致 的 細(xì) 胞 凋 亡 變 化 ， 總 結(jié) 并 建 立 了 細(xì) 胞 凋 亡 的 共 同 形態(tài) 學(xué) 特 征 ， 包 括 核 固 縮 和 DNA降 解 成 寡 核 苷 酸 片 段 等 n 1989年 : 0wen及 其 研 究 小 組 在 研 究 胸 腺 細(xì) 胞 陰 性 選擇 過 程 中 證 明 了 信 號(hào) 傳 遞 物 質(zhì) 對(duì) PCD的 調(diào) 控 作 用 。n 1991年 :Ellis首 先 發(fā) 現(xiàn) 了 線 蟲 (C

4、.elegans)體 內(nèi) Ced-3、4兩 個(gè) 基 因 與 PCD的 發(fā) 生 密 切 相 關(guān) ， 隨 后 逐 漸 發(fā) 現(xiàn) 了多 種 參 與 PCD的 正 相 調(diào) 節(jié) 基 因 和 負(fù) 相 調(diào) 節(jié) 基 因 細(xì) 胞 凋 亡 的 生 理 病 理 意 義 ： n 確 保 正 常 發(fā) 育 、 生 長(zhǎng) ： 清 除 多 余 的 、 失 去 功能 價(jià) 值 的 細(xì) 胞 （ 指 趾 間 組 織 細(xì) 胞 ）n 維 持 內(nèi) 環(huán) 境 穩(wěn) 定 ： 清 除 受 損 突 變 細(xì) 胞 ， 自 身反 應(yīng) 細(xì) 胞 ， 衰 老 細(xì) 胞n 發(fā) 揮 積 極 的 防 御 功 能 ： 感 染 病 毒 細(xì) 胞 凋 亡 ，阻 止 病 毒 復(fù) 制

5、第 二 節(jié) 細(xì) 胞 凋 亡 的 過 程 與 調(diào) 控 一 、 細(xì) 胞 凋 亡 的 大 致 過 程 凋 亡 大 致 可 分 為 四 個(gè) 階 段 ：凋 亡 信 號(hào) 轉(zhuǎn) 導(dǎo)凋 亡 基 因 激 活細(xì) 胞 凋 亡 的 執(zhí) 行凋 亡 細(xì) 胞 的 清 除 凋 亡 的 四 個(gè) 階 段 ： 凋亡誘導(dǎo)因素 + 受 體 cAMPCa2+神 經(jīng) 酰 胺 死亡信號(hào) 凋亡基因激活 DNase激 活Caspase激 活 巨 噬 細(xì) 胞 吞 噬分 解 凋 亡 細(xì) 胞 apoptosis凋 亡 過 程 與 調(diào) 控凋 亡 過 程 受 體cAMPCa2+神 經(jīng) 酰 胺凋 亡 相 關(guān)基 因 激 活 信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo) 細(xì) 胞 膜細(xì) 胞 核凋 亡

6、 誘 導(dǎo) 因 素+ Dnase激 活Caspases激 活死 亡 信 號(hào) apoptosis凋 亡 過 程 與 調(diào) 控凋 亡 過 程 DNase激 活Caspases激 活 凋 亡 細(xì) 胞 的清 除凋 亡 執(zhí) 行 二 、 凋 亡 時(shí) 細(xì) 胞 的 主 要 變 化（ 一 ） 細(xì) 胞 凋 亡 的 形 態(tài) 學(xué) 改 變細(xì) 胞 凋 亡 的 特 征 是 細(xì) 胞 首 先 變 圓 ,隨 即 與 鄰 周 細(xì) 胞脫 離 ,失 去 微 絨 毛 ,胞 漿 濃 縮 ,內(nèi) 質(zhì) 網(wǎng) 擴(kuò) 張 呈 泡 狀 并與 細(xì) 胞 膜 融 合 ,核 染 色 質(zhì) 密 度 增 高 呈 半 月 形 ,并 凝聚 在 核 膜 周 邊 ,核 仁 裂 解

7、 ,進(jìn) 而 細(xì) 胞 膜 內(nèi) 陷 將 細(xì) 胞自 行 分 割 為 多 個(gè) 外 有 膜 包 裹 、 內(nèi) 涵 物 不 外 泄 的 細(xì)胞 凋 亡 小 體 ， 被 吞 噬 細(xì) 胞 或 鄰 周 細(xì) 胞 所 識(shí) 別 、 吞噬 ,或 自 然 脫 落 而 離 開 生 物 。 不 引 起 炎 癥 反 應(yīng) 和 次級(jí) 損 傷 。 apoptosis凋 亡 時(shí) 細(xì) 胞 的 形 態(tài) 學(xué) 改 變 凋 亡 過 程 與 調(diào) 控空 泡 化 固 縮 出 芽 邊 集凋 亡 小 體 形 態(tài) 學(xué) 特 征 ： 染 色 質(zhì) 邊 集 嗜 酸 性 小 體 (凋 亡 ) 嗜 酸 性 變 及 嗜 酸 性 小 體肝 細(xì) 胞 體 積 縮 小 ， 胞 漿

8、濃 縮 紅 染 ， 呈 嗜酸 性 變 ； 或 胞 漿 進(jìn) 一 步 濃 縮 ， 細(xì) 胞 變 圓 ，核 碎 裂 、 溶 解 消 失 ， 呈 嗜 酸 性 小 體 狀 （ 二 ） 細(xì) 胞 凋 亡 的 生 化 改 變DNA片 段 化 ： 形 成 180-200bp或 整 數(shù) 倍 的 片段 ,在 瓊 脂 糖 凝 膠 電 泳 中 可 呈 特 征 性 的 “ 梯狀 ” 條 帶 ， 是 判 斷 凋 亡 發(fā) 生 的 客 觀 指 標(biāo) 之一 。 內(nèi) 源 性 核 酸 內(nèi) 切 酶 激 活 及 其 作 用 ： 內(nèi) 源 性 核 酸 內(nèi)切 酶 在 核 小 體 連 接 部 切 斷 DNA雙 鏈 。n 凋 亡 誘 導(dǎo) 因 素 細(xì)

9、胞 內(nèi) 信 號(hào) 轉(zhuǎn) 導(dǎo)n 無 活 性 內(nèi) 源 性 核 酸 內(nèi) 切 酶 活 性 內(nèi) 源 性 核 酸 內(nèi) 切 酶 n 核 小 體 連 接 部 切 斷 DNA雙 鏈 電 泳 呈 特 征 性 的 “ 梯 狀 ” 條帶 Ca+Mg+激 活Zn+抑 制 Caspase的 激 活 及 其 作 用 ：n Caspase（ 含 半 胱 氨 酸 的 門 冬 氨 酸 特 異 水 解 酶 ） ：一 組 對(duì) 底 物 門 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n 主 要 作 用 ：n 滅 活 細(xì) 胞 凋 亡 抑 制 物 （ Bcl-2）n 水 解 蛋

10、白 質(zhì) 結(jié) 構(gòu) ， 導(dǎo) 致 細(xì) 胞 解 體 ， 形 成 凋 亡 小 體 n 水 解 級(jí) 聯(lián) 反 應(yīng) 相 關(guān) 活 性 蛋 白 ， 使 之 獲 得 或 喪 失 某種 生 物 學(xué) 功 能 Caspase的 作 用 細(xì) 胞 凋 亡 與 壞 死 的 比 較 ：壞 死 凋 亡 性 質(zhì)誘 導(dǎo) 因 素生 化 特 點(diǎn)形 態(tài) 變 化DNA電 泳炎 癥 反 應(yīng)凋 亡 小 體基 因 調(diào) 控 病 理 性 、 非 特 異 性 強(qiáng) 烈 刺 激 ， 隨 機(jī) 發(fā) 生被 動(dòng) 過 程 ， 無 新 蛋 白 合 成細(xì) 胞 腫 脹 、 細(xì) 胞 結(jié) 構(gòu) 全 面溶 解 、 破 壞彌 散 性 降 解 ， 電 泳 呈 均 一DNA片 狀 溶 酶

11、 體 破 裂 ， 局 部 炎 癥 反應(yīng)無無 生 理 性 或 病 理 性 ， 特 異 性較 弱 刺 激 ， 非 隨 機(jī) 發(fā) 生主 動(dòng) 過 程 ， 有 新 蛋 白 合 成胞 膜 及 細(xì) 胞 器 相 對(duì) 完 整 細(xì) 胞皺 縮 ， 核 固 縮DNA片 段 化 （ 180-200bp） 電 泳呈 梯 狀 條 帶溶 酶 體 相 對(duì) 完 整 ， 局 部 無 炎 反應(yīng) 有有 壞 死 壞 死 炎 細(xì) 胞 浸 潤(rùn) 凋 亡 三 細(xì) 胞 凋 亡 的 調(diào) 控（ 一 ） 細(xì) 胞 凋 亡 的 相 關(guān) 因 素1. 誘 導(dǎo) 性 因 素激 素 和 生 長(zhǎng) 因 子 失 衡 ： 缺 乏 （ IL-2， 淋 巴 細(xì) 胞 凋亡 ） 或

12、過 多 （ 糖 皮 質(zhì) 激 素 ， 淋 巴 細(xì) 胞 凋 亡 ） 理 化 因 素 ： 射 線 、 高 溫 、 強(qiáng) 酸 、 強(qiáng) 堿 、 乙 醇 、 抗 癌藥 物 等 免 疫 性 因 素 ： 如 ， CTL分 泌 粒 酶 靶 細(xì) 胞 凋 亡微 生 物 因 素 ： 細(xì) 菌 、 病 毒 及 毒 素 。 （ HIV） 抑 制 性 因 素 ： （ 1） 細(xì) 胞 因 子 ： IL-2、 神 經(jīng) 營(yíng) 養(yǎng) 因 子（ 2） 激 素 ： ACTH、 睪 丸 酮 、 雌 激 素 等（ 3） 二 價(jià) 金 屬 陽 離 子 ： Zn2+ (4) 藥 物 ： 苯 巴 比 妥 、 半 胱 氨 酸 蛋 白 酶 抑 制 劑 、中 性

13、 氨 基 酸（ 5） 病 毒 ： EB病 毒 、 牛 痘 病 毒 CrmA (二 )細(xì) 胞 凋 亡 信 號(hào) 轉(zhuǎn) 導(dǎo)凋 亡 信 號(hào) 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) 。凋 亡 信 號(hào) 轉(zhuǎn) 導(dǎo) 系 統(tǒng) 的 特 點(diǎn) ： 多 樣 性 ： 不 同 種 類 細(xì) 胞 有 不 同 系 統(tǒng) 耦 聯(lián) 性 ： 凋 亡 與 增 殖 分 化 系 統(tǒng) 在 某 些 環(huán) 節(jié) 耦 聯(lián) ，同 一 因 素 既 可 引 起 凋 亡 也 可 引 起 增 殖 同 一 性 ： 不 同 凋 亡 誘 導(dǎo) 因 素 可 通 過 同 一 信 號(hào)

14、 轉(zhuǎn) 導(dǎo) 系 統(tǒng) 多 途 性 ： 同 一 凋 亡 誘 導(dǎo) 因 素 可 通 過 不 同 信 號(hào) 轉(zhuǎn) 導(dǎo) 系 統(tǒng) 研 究 較 多 的 系 統(tǒng) ：依 據(jù) ： 細(xì) 胞 凋 亡 時(shí) 胞 內(nèi) 游 離 Ca2+濃 度 顯 著 上 升 用 Ca2+載 體 A23187人 為 升 高 B淋 巴 細(xì) 胞 Ca2+水 平 ，B淋 巴 細(xì) 胞 凋 亡 用 Ca2+絡(luò) 合 劑 降 低 胞 內(nèi) Ca2+水 平 ， 阻 止 細(xì) 胞 凋 亡 激 活 Ca 2+依 賴 谷 氨 酰 胺 轉(zhuǎn) 移 酶Ca2+ 活 化 核 轉(zhuǎn) 錄 因 子1 胞 內(nèi) Ca2+信 號(hào) 系 統(tǒng) （ Ca2+為 第 二 信 使 ） 2 cAMP/PKA信 號(hào)

15、 系 統(tǒng) （ cAMP為 第 二 信 使 ）依 據(jù) ： 雙 丁 酰 cAMP可 引 起 培 養(yǎng) 的 髓 樣 白 血 病 細(xì) 胞 及 胸 腺 細(xì) 胞凋 亡 糖 皮 質(zhì) 激 素 使 cAMP上 升cAMP激 活 PKA使 靶 蛋 白 某 些 氨 基 酸 （ 蘇 、 絲 AA）殘 基 磷 酸 化 改 變 蛋 白 質(zhì) 功 能 3 Fas蛋 白 /Fas配 體 信 號(hào) 系 統(tǒng)Fas蛋 白 ： 細(xì) 胞 膜 跨 膜 蛋 白Fas蛋 白 +Fas配 體 （ 抗 Fas） 細(xì) 胞 凋 亡機(jī) 制 ： Fas蛋 白 +Fas配 體 （ 抗 Fas） 神 經(jīng) 鞘 磷 脂 酶 活 性 產(chǎn) 生 神 經(jīng) 酰 胺 蛋 白 激

16、 酶 激 活 細(xì) 胞 凋 亡 Fas蛋 白 +抗 Fas、 TNF 激 活 ICE樣 caspase 降 解H1組 蛋 白 染 色 體 松 馳 DNA暴 露 內(nèi) 切 酶 位 點(diǎn) 通 過 Ca 2+信 號(hào) 系 統(tǒng) 傳 遞 死 亡 信 息 引 起 細(xì) 胞 凋 亡 4 神 經(jīng) 酰 胺 信 號(hào) 系 統(tǒng)神 經(jīng) 酰 胺 ： 神 經(jīng) 鞘 磷 脂 （ SM） 在 神 經(jīng) 鞘 磷 脂 酶 的作 用 下 產(chǎn) 生 的 一 類 新 型 第 二 信 使 物 質(zhì) 。介 導(dǎo) 細(xì) 胞 凋 亡 的 依 據(jù) ： 用 天 然 神 經(jīng) 酰 胺 處 理 u937白 血 病 細(xì) 胞 ， 誘 導(dǎo) 細(xì) 胞 凋 亡神 經(jīng) 酰 胺 途 徑 相

17、關(guān) 誘 因 ： 電 離 輻 射 、 TNF-、 Fas抗 原 、 糖 皮 質(zhì) 激 素 5 二 酰 甘 油 /蛋 白 激 酶 C（ PKC） 信 號(hào) 系 統(tǒng)二 酰 甘 油 ： 磷 脂 酰 肌 醇 和 磷 脂 酰 膽 堿 在 磷 脂 酶 C催化 下 產(chǎn) 生 的 一 種 第 二 信 使 物 質(zhì) 。依 據(jù) ： 活 化 的 PKC1可 誘 導(dǎo) u937白 血 病 細(xì) 胞 凋 亡 抑 制 PKC活 性 可 抑 制 糖 皮 質(zhì) 激 素 誘 導(dǎo) 的 小 鼠 胸 腺細(xì) 胞 凋 亡 PKC激 動(dòng) 劑 佛 波 脂 可 抑 制 某 些 類 型 細(xì) 胞 凋 亡 （ 糖皮 質(zhì) 激 素 、 T細(xì) 胞 受 體 激 活 、 I

18、L-2撤 除 ） 6 酪 氨 酸 蛋 白 激 酶 系 統(tǒng)生 長(zhǎng) 因 子 或 細(xì) 胞 因 子 激 活 酪 氨 酸 蛋 白 激 酶 靶 蛋 白 酪氨 酸 磷 酸 化 Ras蛋 白 激 活 通 過 Raf-1、 MAPKK、MAPK蛋 白 質(zhì) 磷 酸 化 細(xì) 胞 分 化生 長(zhǎng) 因 子 或 細(xì) 胞 因 子 撤 除 不 能 激 活 酪 氨 酸 蛋 白 激 酶 系統(tǒng) 細(xì) 胞 凋 亡 （ 三 ） 凋 亡 相 關(guān) 基 因三 類 ：抑 制 凋 亡 基 因 ： Bcl-2、 EIB、 IAP促 進(jìn) 凋 亡 基 因 ： P53、 Bax、 ICE雙 向 調(diào) 節(jié) 基 因 ： c-myc、 Bclx (B細(xì) 胞 淋 巴

19、 瘤 /白 血 病 -2B cell lymphoma / leukemia-2基 因 的 縮 寫 ) Bcl-2蛋 白 ： 229個(gè) 氨 基 酸 （ 人 ） 、 236個(gè) 氨 基 酸 （ 小 鼠 ）分 布 ： 線 粒 體 內(nèi) 膜 、 細(xì) 胞 膜 內(nèi) 膜 、 內(nèi) 質(zhì) 網(wǎng) 、 核 膜作 用 ： Bcl-2高 表 達(dá) 能 阻 抑 多 種 凋 亡 誘 導(dǎo) 因 素 所 引 起 的 細(xì) 胞 凋 亡依 據(jù) ： 導(dǎo) 入 Bcl-2基 因 質(zhì) 粒 可 防 止 神 經(jīng) 細(xì) 胞 因 撤 除 神 經(jīng) 生 長(zhǎng) 因 子 所 誘導(dǎo) 的 凋 亡 淋 巴 細(xì) 胞 性 白 血 病 病 人 ,外 周 淋 巴 細(xì) 胞 有 20%呈

20、 Bcl-2陽 性 時(shí) ，預(yù) 后 不 佳 （ 耐 受 放 射 線 、 抗 癌 藥 物 ）1.Bcl-2 直 接 的 抗 氧 化 作 用 抑 制 線 粒 體 釋 放 促 凋 亡 蛋 白 質(zhì) （ 細(xì) 胞 色 素 C、 AIF） 抑 制 促 凋 亡 性 調(diào) 節(jié) 蛋 白 質(zhì) Bax、 Bak的 細(xì) 胞 毒 作 用 抑 制 凋 亡 蛋 白 酶 （ caspases） 的 激 活 維 持 細(xì) 胞 鈣 穩(wěn) 態(tài)Bcl-2抗 凋 亡 作 用 機(jī) 制 ： 作 用 ：野 生 型 （ wtP53） ： DNA結(jié) 合 蛋 白 ， 誘 導(dǎo) 細(xì) 胞 凋 亡（ “ 分 子 警 察 ” ）突 變 型 （ mtP53） ： 抑

21、制 細(xì) 胞 凋 亡野 生 型 P53的 作 用 機(jī) 制 ： P53蛋 白 細(xì) 胞 周 期 G1期 檢 查 染色 體 DNA損 傷 （ 檢 查 點(diǎn) 功 能 ） 發(fā) 現(xiàn) DNA損 傷 剌 激 CIP的 表 達(dá) 阻 止 細(xì) 胞 進(jìn) 入 下 一 周 期 ， 啟 動(dòng) DNA修 復(fù) 機(jī) 制 修復(fù) 失 敗 啟 動(dòng) 細(xì) 胞 凋 亡 機(jī) 制 細(xì) 胞 凋 亡2.P53 c-myc: 一 種 癌 基 因 ， 它 能 誘 導(dǎo) 增 殖 ， 也 能 誘 導(dǎo) 細(xì) 胞 凋 亡 ， 具 有 雙 向調(diào) 節(jié) 作 用 。作 用 機(jī) 制 ： c-myc蛋 白 為 重 要 的 轉(zhuǎn) 錄 調(diào) 節(jié) 因 子 ， 既 可 介 導(dǎo) 細(xì)胞 增 殖 的

22、 基 因 ， 也 可 激 活 介 導(dǎo) 細(xì) 胞 凋 亡 的 基 因 ， 其 作 用 取 決于 細(xì) 胞 接 受 何 種 信 號(hào) 及 細(xì) 胞 的 生 長(zhǎng) 環(huán) 境 （ 有 生 長(zhǎng) 因 子 增 殖 ，無 生 長(zhǎng) 因 子 凋 亡 ） 。Bcl-x： 能 翻 譯 Bcl-XL和 Bcl-Xs兩 種 蛋 白 ， Bcl-XL蛋 白 抑制 細(xì) 胞 凋 亡 ， Bcl-Xs蛋 白 促 進(jìn) 細(xì) 胞 凋 亡 （ 合 成 以 誰 為 主 ） 3.c-myc,Bcl-x 第 三 節(jié) 細(xì) 胞 凋 亡 的 發(fā) 生 機(jī) 制一 、 氧 化 損 傷氧 化 損 傷 的 后 果 之 一 ： 細(xì) 胞 凋 亡依 據(jù) ： 各 種 氧 化 劑

23、 （ H2O2） 可 直 接 誘 導(dǎo) 細(xì) 胞 凋 亡 抑 制 超 氧 化 物 歧 化 酶 （ SOD） 活 性 可 誘 導(dǎo) 細(xì) 胞 凋 亡 抗 氧 化 劑 （ VitE、 胡 蘿 卜 素 等 ） 可 阻 斷 有 氧 化 應(yīng) 激 背景 的 各 種 凋 亡 誘 導(dǎo) 因 素 （ TNF-、 電 離 輻 射 ） 引 起 的 細(xì)胞 凋 亡 引 起 DNA損 傷 ， 激 活 P53基 因 引 起 DNA損 傷 ， 活 化 多 聚 ADP核 糖 合 成 酶 ， 耗 竭 輔 酶 (NAD)， 消 耗 大 量 ATP 攻 擊 細(xì) 胞 膜 不 飽 和 脂 肪 酸 ， 脂 質(zhì) 過 氧 化 ， 細(xì) 胞 膜 損 傷 或

24、 產(chǎn)生 過 氧 羥 基 24碳 四 烯 酸 激 活 Ca2+/Mg2+依 賴 的 核 酸 內(nèi) 切 酶 細(xì) 胞 膜 損 傷 ， Ca2+內(nèi) 流 增 多 及 損 傷 線 粒 體 ， 通 透 性 增 加 膜電 位 改 變 活 化 核 轉(zhuǎn) 錄 因 子 NF-B、 AP-1， 加 速 凋 亡 相 關(guān) 基 因 表 達(dá)氧 化 損 傷 引 起 細(xì) 胞 凋 亡 的 可 能 機(jī) 制 ： 二 、 鈣 穩(wěn) 態(tài) 失 衡細(xì) 胞 鈣 穩(wěn) 態(tài) 失 衡 是 細(xì) 胞 凋 亡 的 重 要 機(jī) 機(jī) 制 之 一依 據(jù) ： 各 種 凋 亡 刺 激 所 引 起 的 凋 亡 是 鈣 依 賴 過 程 凋 亡 發(fā) 生 時(shí) 胞 漿 Ca2+濃 度

25、 顯 著 上 升 ， 并 在 隨 后 的 一 系 列凋 亡 改 變 中 起 關(guān) 鍵 性 作 用 （ 核 酸 內(nèi) 切 酶 激 活 、 需 鈣 蛋 白 酶 、磷 脂 酶 、 谷 氨 酰 胺 轉(zhuǎn) 移 酶 的 激 活 ， 細(xì) 胞 膜 的 空 泡 化 ） 鈣 穩(wěn) 態(tài) 失 衡 參 與 多 種 凋 亡 相 關(guān) 疾 病 的 發(fā) 病 （ 神 經(jīng) 退 行 性 疾病 ） 激 活 Ca2+/Mg2+依 賴 的 核 酸 內(nèi) 切 酶 ， 降 解 DNA鏈 激 活 谷 氨 酰 胺 轉(zhuǎn) 移 酶 ， 催 化 肽 鏈 間 的 酰 基 轉(zhuǎn) 移 ， 肽 鏈 間形 成 共 價(jià) 鍵 ， 使 細(xì) 胞 骨 架 蛋 白 分 子 間 發(fā) 生 廣

26、 泛 交 聯(lián) ， 有 利于 凋 亡 小 體 形 成 激 活 核 轉(zhuǎn) 錄 因 子 ， 加 速 凋 亡 相 關(guān) 基 因 表 達(dá) Ca2+在 ATP的 配 合 下 使 DNA鏈 舒 展 ， 暴 露 核 小 體 之 間 的連 接 區(qū) 內(nèi) 的 酶 切 位 點(diǎn) ， 有 利 于 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 ： 三 、 線 粒 體 損 傷線 粒 體 的 改 變 ： 線 粒 體 內(nèi) 膜 通 透 性 增 大 ， 線 粒 體 內(nèi) 膜 跨 膜電 位 （ m） 下 降 ， 能 量 代 謝 水 平 顯 著 降 低線 粒 體 改 變 在 細(xì) 胞 凋 亡 發(fā)

27、 生 中 起 關(guān) 鍵 作 用依 據(jù) ： 抑 制 線 粒 體 的 三 羧 酸 循 環(huán) 或 呼 吸 鏈 功 能 可 誘 導(dǎo) 細(xì) 胞 凋 亡 在 細(xì) 胞 核 出 現(xiàn) 凋 亡 改 變 之 前 ， 常 先 有 線 粒 體 內(nèi) 膜 跨 膜 電位 （ m） 下 降 阻 止 線 粒 體 通 透 性 的 改 變 ， 可 防 止 細(xì) 胞 凋 亡 （ Bcl-2） 線 粒 體 改 變 引 起 細(xì) 胞 凋 亡 的 機(jī) 制 ： Ca2+NO缺 血原 卟 啉 活 性 氧 線 粒 體 m下降 Bcl-2 (-) PTP開 放 Apaf+Cyt.CCaspase-9酶 原 Caspase-9(+)Caspase-3酶 原 C

28、aspase-3 (+)Caspase抑 制 劑 AIF(-) 蛋 白 質(zhì) 水 解細(xì) 胞 凋 亡DNA斷 裂無 活 性 核 酸 內(nèi) 切 酶 核 酸 內(nèi) 切 酶 激 活(+) (+) 第 四 節(jié) 細(xì) 胞 凋 亡 與 疾 病一 、 細(xì) 胞 凋 亡 不 足（ 一 ） 腫 瘤發(fā) 生 機(jī) 制 ： 目 前 認(rèn) 為 ： 細(xì) 胞 增 殖 過 度 是 腫 瘤 發(fā) 病 的 一 個(gè) 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(zhǎng) ， 存 活 大 于 死 亡 ， 腫 瘤 細(xì) 胞 數(shù) 目 凈 增 長(zhǎng) 加大

29、 ， 形 成 新 生 物 。凋 亡 受 抑 的 依 據(jù) ： 多 種 腫 瘤 組 織 中 Bcl-2表 達(dá) 顯 著 高 于 周 圍 組 織 許 多 腫 瘤 P53發(fā) 生 突 變 ， 突 變 型 P53抑 制 細(xì) 胞 凋 亡 （ 肺 小 細(xì) 胞癌 等 ） 發(fā) 生 機(jī) 制 ： 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 。依 據(jù) ： 糖 皮 質(zhì) 激 素 能 誘 導(dǎo) 淋 巴 細(xì) 胞 凋 亡 ， 為 治 療自 身 免 疫 病 的 有 效 藥 物 之 一 。（ 二 ） 自 身 免 疫 病

30、二 、 細(xì) 胞 凋 亡 過 度（ 一 ） 心 血 管 疾 病1 心 肌 缺 血 與 心 肌 缺 血 -再 灌 注 損 傷目 前 認(rèn) 為 ： 心 肌 缺 血 與 心 肌 缺 血 -再 灌 注 損 傷 造 成 的 心 肌細(xì) 胞 損 傷 不 但 有 壞 死 ， 也 有 細(xì) 胞 凋 亡 （ 干 預(yù) 靶 點(diǎn) ） 。細(xì) 胞 凋 亡 的 特 點(diǎn) ： 缺 血 早 期 以 細(xì) 胞 凋 亡 為 主 ， 晚 期 以 細(xì) 胞 壞 死 為 主 梗 死 灶 中 央 通 常 以 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 缺 血 通 常 以 壞 死

31、 為 主 在 一 定 的 時(shí) 間 范 圍 內(nèi) ， 缺 血 -再 灌 注 損 傷 時(shí) 發(fā) 生 的 細(xì) 胞凋 亡 比 同 時(shí) 間 的 單 純 缺 血 更 嚴(yán) 重 急 性 、 嚴(yán) 重 的 心 肌 缺 血 以 壞 死 為 主 ， 慢 性 、 輕 度 的 心肌 缺 血 以 細(xì) 胞 凋 亡 為 主細(xì) 胞 凋 亡 的 機(jī) 制 ： 氧 化 應(yīng) 激 有 關(guān) （ SOD可 減 少 細(xì) 胞 凋 亡 ） Fas上 調(diào) 通 過 與 FasL反 應(yīng) 導(dǎo) 致 細(xì) 胞 凋 亡 與 P53基 因 激 活 有 關(guān) （ 缺 氧 可 增 加 P53基 因 的 轉(zhuǎn) 錄 ） 細(xì) 胞 凋 亡 與 心 力 衰 竭 的 關(guān) 系 ： 心 肌 細(xì)

32、 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 。依 據(jù) ： 在 壓 力 負(fù) 荷 過 重 引 起 的 心 力 衰 竭 動(dòng) 物 模 形 上 觀 察 到 左 室 心 肌肥 大 的 同 時(shí) ， 心 肌 細(xì) 胞 數(shù) 量 減 少 ， 經(jīng) 分 析 是 由 細(xì) 胞 凋 亡 造 成 心 衰 病 人 心 肌 標(biāo) 本 ， 心 肌 凋 亡 指 數(shù) 高 達(dá) 35.5%， 對(duì) 照 組 為0.2-0.4%誘 因 ： 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 因 子 、 缺 血 缺 氧 。2 心 力

33、 衰 竭 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 ： 阿 爾 茨 海 默 氏 病 （ AD） ， 帕 金 森 氏 病 ，多 發(fā) 性 硬 化 癥舉 例 ： 阿 爾 茨 海 默 氏 病 （ AD） 與 細(xì) 胞 凋 亡 的 關(guān) 系 ： AD患 者 的 尸 檢 發(fā)現(xiàn) ， 海 馬 及 基 底 神 經(jīng) 核 的 膽 堿 能 神 經(jīng) 元 喪 失 達(dá) 30-50%， 有 時(shí) 高 達(dá)90%， 大 腦 皮 質(zhì) 也 有 不 同 程 度 的 神 經(jīng) 元 喪 失 ， 大 腦 皮 質(zhì) 出 現(xiàn) 廣 泛 萎縮 ， 腦 溝 變 寬 ， 腦 回 變

34、窄 ， 腦 室 擴(kuò) 大 。（ 二 ） 神 經(jīng) 元 退 行 性 疾 病 誘 因 ： -淀 粉 樣 蛋 白 、 鈣 超 載 、 氧 化 應(yīng) 激 、 神 經(jīng)生 長(zhǎng) 因 子 分 泌 不 足可 能 機(jī) 制 ：致 病 因 素 （ 如 ： 氧 自 由 基 ） 神 經(jīng) 元 Ca2+內(nèi) 流-淀 粉 樣 蛋 白 合 成 相 關(guān) 基 因 激 活 -淀 粉 樣 蛋白 神 經(jīng) 細(xì) 胞 凋 亡 發(fā) 病 機(jī) 制 ： HIV感 染 CD4+淋 巴 細(xì) 胞 CD4+淋 巴 細(xì) 胞 顯 著 免 疫 功能 缺 陷細(xì) 胞 凋 亡 相 關(guān) 因 素 ： gp120糖 蛋 白 ： gp120糖 蛋 白 +受 體 細(xì) 胞 凋 亡 合 胞 體

35、 形 成 ： HIV感 染 合 胞 體 形 成 細(xì) 胞 凋 亡 Fas基 因 表 達(dá) 上 調(diào) ： HIV感 染 Fas基 因 表 達(dá) 上 調(diào) Fas+ FasL細(xì) 胞凋 亡 （ 三 ） 病 毒 感 染 _獲 得 性 人 類 免 疫 缺 陷 病 （ AIDS） T細(xì) 胞 激 活 ： HIV感 染 CD4+細(xì) 胞 激 活 生 長(zhǎng) 因 子 缺乏 細(xì) 胞 凋 亡 細(xì) 胞 因 子 ： HIV感 染 TNFTNF + TNFR-1細(xì) 胞凋 亡 tat蛋 白 ： HIV感 染 產(chǎn) 生 tat蛋 白 CD4+淋 巴 細(xì) 胞 誘 導(dǎo) 產(chǎn) 生 氧 自 由 基 和 Fas基 因 表 達(dá) 上 調(diào) Fas+ FasL細(xì)

36、胞 凋 亡 HIV慢 性 感 染 CD4+（ HIV-） 淋 巴 細(xì) 胞 攻 擊 CD4+（ HIV +） 淋 巴 細(xì) 胞 細(xì) 胞 凋 亡 動(dòng) 脈 粥 樣 硬 化 癥 ： 內(nèi) 皮 細(xì) 胞 凋 亡 過 度 ， 平 滑 肌 細(xì) 胞 凋 亡 不 足依 據(jù) ：內(nèi) 皮 細(xì) 胞 凋 亡 過 度 ： LDL升 高 、 血 小 板 激 活 、 Ag 、 高 血 壓 可 引 起 內(nèi) 皮 細(xì) 胞 凋 亡 檢 測(cè) 粥 樣 硬 化 的 冠 狀 動(dòng) 脈 ， 病 變 部 位 內(nèi) 皮 細(xì) 胞 凋 亡 達(dá) 34%，遠(yuǎn) 高 于 對(duì) 照 8%平 滑 肌 細(xì) 胞 凋 亡 不 足 ：平 滑 肌 細(xì) 胞 凋 亡 增 多 ， 但 僅 為 增 殖 細(xì) 胞 的 75%， 細(xì) 胞 凋 亡 相 對(duì)不 足 。三 、 細(xì) 胞 凋 亡 不 足 與 過 度 并 存 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 素二 、 干 預(yù) 凋 亡 信 號(hào) 轉(zhuǎn) 導(dǎo)三 、 調(diào) 節(jié) 凋 亡 相 關(guān) 基 因四 、 控 制 凋 亡 相 關(guān) 的 酶五 、 防 止 線 粒 體 跨 膜 電 位 的 下 降