關于細胞增殖和凋亡異常與疾病第1頁，講稿共66頁，2023年5月2日，星期三2第一節細胞增殖異常與疾病第二節細胞凋亡異常與疾病第2頁，講稿共66頁，2023年5月2日，星期三3細胞增殖、分化和凋亡正常情況下，多細胞生物的細胞有序進行著增殖、分化或凋亡過程。在增殖、分化或凋亡的任一環節發生障礙，將使機體內特定的細胞、組織乃至器官產生結構、功能或代謝的異常，導致疾病發生。第3頁，講稿共66頁，2023年5月2日，星期三細胞凋亡異常與疾病第二節——Apoptosis第4頁，講稿共66頁，2023年5月2日，星期三5由希臘詞Apo和ptosis構成，意為分離與脫落花瓣的凋謝或樹葉的枯落或細胞脫落離體

或細胞裂解為若干凋亡小體Apoptosis第5頁，講稿共66頁，2023年5月2日，星期三6

由體內外因素觸發細胞內預存的死亡程序而導致的細胞死亡過程稱為細胞凋亡（apoptosis),是程序性死亡（programmedcelldeath,PCD)的形式之一。凋亡的概念第6頁，講稿共66頁，2023年5月2日，星期三7細胞凋亡的生理意義維持機體內環境穩定確保正常發育、生長發揮積極的防御功能第7頁，講稿共66頁，2023年5月2日，星期三8細胞凋亡的病理意義凋亡不足——該“死”的細胞未死腫瘤、自身免疫性疾病、病毒感染等凋亡過度——不該“死”的細胞死了愛滋病（淋巴細胞）、老年性癡呆（神經元）、心肌缺血/再灌注損傷等第8頁，講稿共66頁，2023年5月2日，星期三92002年10月7日英國人悉尼·布雷諾爾、美國人羅伯特·霍維茨和英國人約翰·蘇爾斯頓，因在細胞程序性死亡方面的研究榮耀地獲得諾貝爾生理與醫學獎。第9頁，講稿共66頁，2023年5月2日，星期三一概述細胞凋亡的概念細胞凋亡的生理和病理意義細胞凋亡的形態學和生化學改變細胞凋亡與壞死的區別第10頁，講稿共66頁，2023年5月2日，星期三11壞死凋亡炎癥凋亡小體吞噬第11頁，講稿共66頁，2023年5月2日，星期三12細胞凋亡的形態學改變

包括以下典型改變：空泡化固縮出芽邊集凋亡小體第12頁，講稿共66頁，2023年5月2日，星期三13細胞凋亡的形態學改變

（Themorphologiccharacteristicsofapoptosis）

凋亡細胞表面微絨毛消失，與周圍細胞分離胞膜空泡化（Blebbing）、細胞固縮（Condensation）出芽和染色質邊集凋亡小體（Apoptoticbody）凋亡細胞(掃描電鏡)凋亡細胞(透射電鏡)APLApoptosis第13頁，講稿共66頁，2023年5月2日，星期三1412345671、細胞變形，空泡化，出現固縮；2、核仁裂解；3、染色質邊集，邊緣成半月形；4、核固縮；5、核裂解；6、出芽；7、形成泡狀凋亡小體第14頁，講稿共66頁，2023年5月2日，星期三15細胞凋亡的形態學改變染色質邊集：是指細胞凋亡晚期核質高度濃縮融合成團，染色質集中分布在核膜的邊緣，呈新月形或馬蹄形分布的現象。凋亡小體:胞膜皺縮內陷，分割包裹胞漿和或核碎片，形成泡狀小體，是凋亡細胞特征性的形態學改變。第15頁，講稿共66頁，2023年5月2日，星期三16內源性核酸內切酶激活及其作用DNA的片段化“梯”狀條帶凋亡蛋白酶（caspases）的激活及其作用2、細胞凋亡的生化學改變第16頁，講稿共66頁，2023年5月2日，星期三17第17頁，講稿共66頁，2023年5月2日，星期三18定義

天冬氨酸特異的半胱氨酸蛋白酶，是一組對底物天冬氨酸部位有特異水解作用，活性中心富含半胱氨酸的蛋白酶。家族成員以序號區分為caspase1-14?？煞譃閱有?8-10)和效應型(3\6\7)兩類。在凋亡中的主要作用①滅活細胞凋亡的抑制物（如Bcl-2）；②直接作用與核膜下lamins構成的板層結構，使崩解并導致染色質濃縮；③分解與細胞骨架構成相關的蛋白，使細胞結構重組，形成凋亡小體；④瓦解核結構成核碎片。Caspase家族第18頁，講稿共66頁，2023年5月2日，星期三19壞死凋亡

有無3.基因調控有無6.凋亡小體溶酶體相對完整，局部無炎癥反應溶酶體破裂，局部炎癥反應5.炎癥反應DNA片段化（180-200bp）,電泳呈“梯”狀條帶彌散性降解，電泳呈均一DNA片狀8.DNA電泳胞膜及細胞器相對完整細胞皺縮，核固縮細胞結構全面溶解、破壞、細胞腫脹4.形態變化主動過程，有新蛋白合成，耗能被動過程,無新蛋白合成,不耗能7.生化特點較弱刺激，非隨機發生強烈刺激,隨機發生2.誘導因素生理性或病理性，特異性病理性,非特異性1.性質

細胞凋亡與壞死的區別第19頁，講稿共66頁，2023年5月2日，星期三20凋亡誘導因素受體cAMPCa2+神經酰胺死亡信號凋亡相關基因激活DNase激活Caspaes激活巨噬細胞吞噬分解凋亡細胞信號轉導激活執行清除凋亡的過程——死亡程序第20頁，講稿共66頁，2023年5月2日，星期三二細胞凋亡的過程與調控第21頁，講稿共66頁，2023年5月2日，星期三221、凋亡信號2、凋亡信號轉導3、細胞凋亡的執行5、吞噬細胞對凋亡細胞的識別與吞噬細胞凋亡的過程與調控4、細胞凋亡的基因調控第22頁，講稿共66頁，2023年5月2日，星期三231、細胞凋亡調控相關的信號2、細胞凋亡調控相關的信號轉導通路4、細胞凋亡調控相關的酶5、吞噬細胞對凋亡細胞的識別與吞噬細胞凋亡的調控3、細胞凋亡調控相關的基因第23頁，講稿共66頁，2023年5月2日，星期三24

（一）細胞凋亡信號1．生理性信號：糖皮質激素、甲狀腺素、TNF等誘導凋亡；睪丸酮不足、促腎上腺皮質激素不足促進凋亡。2.病理性信號：生物及化學毒素、病毒感染、射線、應激和化療藥等。與有害因素的種類、強度、和持續時間有關。第24頁，講稿共66頁，2023年5月2日，星期三25病理性信號通過以下環節：（1）氧化應激的作用，活性氧生成增多；（2）死亡受體的激活，是一組TNF受體基因超家族的成員，包括Fas、TNFR1、死亡受體3-5（deathreceptors，DR3\4\5）；（3）線粒體結構和功能的改變，凋亡早期可見線粒體跨膜電位的明顯下降；（4）鈣穩態失調，激活核酸內切酶等。

第25頁，講稿共66頁，2023年5月2日，星期三26（二）凋亡的信號轉導系統：1、Fas蛋白介導的凋亡通路2、線粒體介導的凋亡通路（最重要）3、內質網介導的凋亡通路第26頁，講稿共66頁，2023年5月2日，星期三27

Fas配體是三肽鏈，與Fas結合后，使Fas成為三聚體，通過一個銜接子和caspase-8結合，活化caspase-8，啟動下游的信號轉導通路，最終介導細胞凋亡。第27頁，講稿共66頁，2023年5月2日，星期三28PTP：線粒體通透性轉換孔；Apaf：凋亡蛋白酶激活因子；AIF：凋亡誘導因子第28頁，講稿共66頁，2023年5月2日，星期三29（三）細胞凋亡的執行Caspases內源性核酸內切酶其他：組織型轉谷氨酰胺酶第29頁，講稿共66頁，2023年5月2日，星期三301、抑制凋亡（Bcl-2）2、促進凋亡（wtp53）3、雙向調節（四）凋亡相關基因

第30頁，講稿共66頁，2023年5月2日，星期三31Bcl-2

B淋巴細胞瘤白血病-2基因的縮寫形式，是第一個被確認為有抑制凋亡作用的基因。Bcl-2抗凋亡的主要機制：1.直接抗氧化；2.抑制線粒體釋放促凋亡的蛋白質，如cytC，AIF；3.抑制促凋亡性調節蛋白Bax、Bak的細胞毒作用；4.抑制凋亡蛋白酶的激活；5.維持細胞鈣穩態。Bcl-2家族第31頁，講稿共66頁，2023年5月2日，星期三32wtp53

基因具有誘導細胞凋亡的功能，當該基因發生突變后反而抑制細胞凋亡。wtp53基因誘導細胞凋亡機制：

wtp53在細胞周期的G1期發揮檢查點的功能，負責檢查染色體DNA是否損傷，一旦發現有缺陷就刺激CDI的表達，阻滯細胞周期，并啟動DNA修復；如果修復失敗，p53則啟動細胞凋亡機制，把可能演變為惡性腫瘤的細胞消滅在萌芽之中。（“分子警察”的美譽）促進凋亡基因wtp53第32頁，講稿共66頁，2023年5月2日，星期三33c-myc

是一種癌基因，能誘導細胞增殖，也能誘導細胞凋亡，具有雙向調節作用。在c-myc基因表達后，如果沒有足夠的生長因子持續作用細胞發生凋亡；反之細胞處于增殖狀態。雙向調節凋亡基因第33頁，講稿共66頁，2023年5月2日，星期三34(五)吞噬細胞對凋亡細胞的識別與吞噬

體外研究表明，吞噬細胞上至少有三類受體，可對凋亡細胞進行識別。而凋亡細胞上也有相應的死亡標記，表明其“可食性”：

1.吞噬細胞凝集素（lectin）的作用2.血小板反應蛋白（TSP）介導吞噬3.磷脂酰絲氨酸（PS）受體的作用第34頁，講稿共66頁，2023年5月2日，星期三三細胞凋亡調控異常與疾病第35頁，講稿共66頁，2023年5月2日，星期三36

動脈粥樣硬化心血管疾病心肌缺血-再灌注損傷心力衰竭神經元退行性疾病阿爾茨海默病帕金森病多發性硬化癥病毒感染AIDS凋亡不足凋亡過度凋亡不足與過度并存腫瘤自身免疫病病毒感染性疾病第36頁，講稿共66頁，2023年5月2日，星期三37疫第37頁，講稿共66頁，2023年5月2日，星期三四、細胞凋亡在疾病防治中的意義第38頁，講稿共66頁，2023年5月2日，星期三391、合理利用凋亡相關因素2、干預凋亡信號轉導3、調節凋亡相關基因4、控制凋亡相關的酶學機制細胞凋亡在疾病防治中的意義第39頁，講稿共66頁，2023年5月2日，星期三40一、名詞解釋細胞凋亡；凋亡蛋白酶（caspases）；凋亡小體二、問答題1.細胞凋亡的生理與病理意義。2.細胞凋亡的形態和生化改變。3.Bcl-2、wtp53及C-myc對細胞凋亡作用及機制。三、熟悉試列舉幾種與細胞凋亡相關的疾病。復習思考題：第40頁，講稿共66頁，2023年5月2日，星期三第一節

細胞增殖異常與疾病第41頁，講稿共66頁，2023年5月2日，星期三細胞增殖細胞增殖是指細胞分裂和再生的過程。細胞增殖通過細胞周期來實現。細胞周期是多階段和多因素參與的有序的調節過程。第42頁，講稿共66頁，2023年5月2日，星期三討論內容細胞周期的概述細胞周期的調控（難點）細胞周期調控異常與疾病調控細胞周期與疾病的防治第43頁，講稿共66頁，2023年5月2日，星期三一、細胞周期的概述1細胞周期或稱細胞增殖周期，是指細胞從一次分裂結束到下一次分裂終了的過程或間隔時間。依不同時相特點，分為四階段：G1期，firstgapphase，DNA合成前期；S期，syntheticphase，DNA合成期；最關鍵！G2期，secondgapphase，DNA合成后期；M期，mitoticphase，有絲分裂期。第44頁，講稿共66頁，2023年5月2日，星期三細胞周期第45頁，講稿共66頁，2023年5月2日，星期三細胞周期第46頁，講稿共66頁，2023年5月2日，星期三一、細胞周期的概述2根據增殖特性的不同，細胞分為三種：周期性細胞G0期細胞終端分化細胞也稱連續分裂細胞休眠細胞不分裂細胞特點按G1→S→G2→M四個階段循環，連續運轉可暫時脫離細胞周期，不進行增殖，需適當刺激方可返回細胞周期一般情況下不可逆地脫離細胞周期、喪失增殖能力，但具有一定生理功能例如表皮細胞、骨髓細胞肝細胞、腎細胞神經細胞、心肌細胞更新穩態更新：細胞始終處于增殖和死亡的動態平衡中，不斷地增殖以補充衰老脫落或死亡的細胞。條件性更新：在遭遇損傷或應激等刺激后可返回細胞周期，進行增殖。有跡象表明在特定的條件下可返回細胞周期，進行增殖。第47頁，講稿共66頁，2023年5月2日，星期三一、細胞周期的概述3細胞周期的特點：（1）單向性：細胞只能沿著G1→S→G2→M方向推進而不能逆行；（2）階段性：各期細胞有不同的形態和代謝特點，細胞可以因某種原因而停滯在某一期，待條件適合時可以又活躍到下一期；（3）檢查點：各期交叉處存在著checkpoint，決定細胞下一步的增殖趨向；(難點)（4）細胞微環境：細胞周期是否順利推進與細胞外信號和條件等密切相關。第48頁，講稿共66頁，2023年5月2日，星期三二、細胞周期的調控細胞周期存在一個非常嚴密的調控系統，使各類細胞可以根據機體的需要進行增殖或處于靜止狀態。（一）細胞周期自身調控（二）細胞外信號對細胞周期的調控第49頁，講稿共66頁，2023年5月2日，星期三2001年10月8日美國人Leland

Hartwell、英國人PaulNurse、Timothy

Hunt因對細胞周期調控機理的研究而榮獲諾貝爾生理醫學獎。第50頁，講稿共66頁，2023年5月2日，星期三（一）細胞周期自身調控1．細胞周期素（Cyclin）的合成與降解2．周期素依賴性蛋白激酶（CDK）有序地磷酸化和去磷酸化

3．CDK抑制因子（CDI）的時相變化4．細胞周期檢查點（checkpoint）的負反饋調節機制第51頁，講稿共66頁，2023年5月2日，星期三1.細胞周期素（Cyclin）（1）cyclin在哺乳動物中至少有11種，共16個成員，如A\B1-2\C\D1-3\E\F\G1-2\H\I\K\T1-2。（2）分為三大類，G1期、S期和G2/M期cyclin。（3）各類周期蛋白均含有一段約100個氨基酸的保守序列，稱為周期蛋白框，介導周期蛋白與CDK結合。cyclin作為調節亞基，與催化亞基CDK結合成復合物后，才能激活CDK，加強CDK對特定底物的作用，驅動該期前行。（4）cyclin的產生速度恒定，但降解速度有周期性波動，以致CDK出現周期性的活性變化。第52頁，講稿共66頁，2023年5月2日，星期三周期蛋白激酶復合體cyclinCDKCyclin/CDK催化亞基

調節亞基

第53頁，講稿共66頁，2023年5月2日，星期三不同類型的周期蛋白激酶復合體

激酶復合體脊椎動物CyclinCDKG1-CDKCyclinDCDK4、6G1/S-CDKCyclinECDK2S/G2-CDKCyclinACDK2G2/M-CDKCyclinBCDK1(CDC2)第54頁，講稿共66頁，2023年5月2日，星期三G1期、S期、G2和M期cyclinDEAB第55頁，講稿共66頁，2023年5月2日，星期三第56頁，講稿共66頁，2023年5月2日，星期三PCNAPCNA：

增殖細胞核抗原，是一種細胞周期相關蛋白，它不與CDK結合，而作為DNA聚合酶的附屬蛋白，促進DNA聚合酶延伸DNA，在S期濃度最高，常作為S期標志物之一。第57頁，講稿共66頁，2023年5月2日，星期三2．周期素依賴性蛋白激酶（CDK）（1）CDK是一組絲氨酸/蘇氨酸（Ser/Thr）蛋白激酶，各成員有不同程度的同源性，故稱CDK家族，已發現9個成員，CDK1-9。（2）CDK的激活：只有cyclin濃度升高到閾值時，才能與相應的CDK結合形成復合物，這時CDK才能被激活。CDK分子中的活化部位處于磷酸化，而抑制部位處于去磷酸化狀態，CDK才顯活性，CDK分子中的活化部位的磷酸化是通過其上游的CDK活化激酶（CAK）參與調控的。（3）CDK的滅活：泛素介導的蛋白水解體系及CDI特異性地抑制其活性。第58頁，講稿共66頁，2023年5月2日，星期三3．CDK抑制因子（CKI）的時相變化

（1）Ink4（inhibitorsofkinase4）：是一組CDK4的抑制蛋白，包括P16Ink4a、P15Ink4b、P18Ink4c、P19Ink4d?？商禺愋缘亟Y合CDK4/6，防止其與cyclin再結合或降低cyclin-CDK復合物的穩定性，以抑制其激酶活性。在S期達高峰，是G1/S限制點負調控機制的重要組成部分。（2）Kip（kinaseinhibitoryprotein），或稱Cip(cyclininhibition