第八章凋亡与肿瘤n n大量的研究工作大量的研究工作显示示细胞凋亡和胞凋亡和细胞增殖、胞增殖、分化具有同分化具有同样重要的意重要的意义细胞在有机体内部不胞在有机体内部不断地衰老、磨断地衰老、磨损、畸、畸变、过剩或已剩或已经完成功能或完成功能或变为有害有害细胞，通胞，通过细胞凋亡加以清除；另一方胞凋亡加以清除；另一方面，又可通面，又可通过细胞增殖加以胞增殖加以补充，如人充，如人红细胞寿胞寿命命仅为天，人的嗜中性白天，人的嗜中性白细胞每天都有数胞每天都有数亿个死亡，胃个死亡，胃肠道上皮天更新一遍。胚胎道上皮天更新一遍。胚胎期肢芽期肢芽发育成分离的手指或趾；蝌蚪育成分离的手指或趾；蝌蚪变成蛙成蛙时尾尾巴受甲状腺素的作用，巴受甲状腺素的作用，细胞凋亡而退化，用甲状胞凋亡而退化，用甲状腺素腺素处理可使尾巴提前退化。自身反理可使尾巴提前退化。自身反应性性T、B淋巴淋巴细胞或癌胞或癌细胞均可通胞均可通过细胞凋亡加以清除，胞凋亡加以清除，细胞凋亡是机体的一种自我保胞凋亡是机体的一种自我保护机制，是机制，是长期期遗传、进化的化的结果，以保果，以保证生物的世代延生物的世代延续。第一第一节细胞凋亡的基本特点及其胞凋亡的基本特点及其检测方法方法n n一、细胞凋亡和细胞坏死的区别n n（一）形态学特点n n（二）生物化学特点n n、非随机性DNA降解n n、细胞膜磷脂酰丝氨酸外翻n n、保持充足的能量代谢直至细胞凋亡末n n二、二、评价价细胞凋亡的方法胞凋亡的方法对凋亡的凋亡的评价价应采用多种方法的采用多种方法的联合合应用。用。n n（一）（一）形形态学学n n、光、光镜n n、电镜n n（二）（二）DNA电泳泳n n（三）（三）流式流式检测法法n n（四）（四）AnnexinV（膜膜连蛋白蛋白V）的的检测依依赖钙的的磷磷酸酸结合合蛋蛋白白Annexin能能够和和PS（磷磷脂脂酰丝氨氨酸酸）高高亲和和结合合。根根据据这一一原原理理，AnnexinV作作为检测细胞胞膜膜的的敏敏感感探探针，用用于凋亡于凋亡细胞的胞的检测。细胞凋亡，胞凋亡，异染色异染色质呈新月体状，呈新月体状，细胞凋亡，凋亡小体形成胞凋亡，凋亡小体形成细胞凋亡，染色体凝集，核膜崩胞凋亡，染色体凝集，核膜崩溃凋亡凋亡细胞的胞的DNA laddern n（五）原位末端标记技术是根据DNA聚合酶能够填补双链DNA中单链的缺失部分的原理，应用标记的三磷酸腺苷形成新的DNAn n三、细胞凋亡的生物学意义。n n、细胞凋亡对于多细胞生物体的发育和稳态的维持至关重要。n n、细胞凋亡对于维持机体的遗传稳定性十分重要n n、细胞凋亡与衰老密切相关。第二第二节细胞凋亡的胞凋亡的发生机制生机制n n一、凋亡发生的三个阶段凋亡的发生发展概括为三个阶段：n n、信号传导阶段n n、中央调控阶段n n、结构改变阶段二、Caspases和死亡相关的细胞凋亡途径（一）、Caspases的结构和活性特点、结构（）Caspases前体包括原结构域(prodomain)、大亚基、小亚基。、活性特点Caspases属于半胱氨酸蛋白酶，具有底物特异性，即特异的剪切天冬氨酸残基后的肽键（二）死亡受体和Caspases的活化、死亡受体(deathrecepteor,DR)是一类通过与相应配体结合，传递细胞凋亡信号的细胞膜蛋白，属于肿瘤坏死因子受体超家族该家族成员除了具有相似的、富集半胱氨酸的细胞外结构域外，其胞浆区内包含个氨基酸组成的死亡结构域(deathdomain,DD)。死亡受体的配体属于TNF基因家族。、Caspases的活化（三）Caspases的作用底物、灭活细胞凋亡抑制蛋白、以结构基因为靶子，导致细胞结构的解体、以效应蛋白为靶子，导致其调节和效应结构域的解体三、线粒体相关的细胞凋亡信号途径（一）细胞凋亡过程中线粒体跨膜电位的变化在线粒体，跨膜电位的维持部分依赖线粒体膜通透性转运孔（mitochondrialmembranepermeabilitytransitionpore,MMP)。MMP的持续开放和关闭诱导和抑制细胞凋亡。大多数凋亡诱导剂引起的各种类型细胞凋亡都伴随MMP的破坏和线粒体跨膜电位的下降。而且MMP开放引起的后果几乎都是致死性的。（二）MMP开放导致线粒体释放caspases活化物。、MMP的开放伴随线粒体外膜的物理性损伤、线粒体外膜的物理性损伤导致定位于线粒体的caspases活化物的释放。第三第三节内源性内源性细胞凋亡抑制物和胞凋亡抑制物和Bcl-2基因家族基因家族一、内源性细胞凋亡抑制物、Bcl-2家族的抗凋亡成员、Caspase-8(FLICE)抑制蛋白（FLIP)、SODD(silencerofdeathdomain)、IAP(inhibitorofapoptosisprotein)、Survivin二、二、Bcl-2家族的家族的结构特点及其与功能的关系构特点及其与功能的关系(一）一）结构特点构特点、由两大、由两大结构域构域组成成（）跨膜（）跨膜结构域（构域（transmembraneregion,TM.)（）（）Bcl-2同源同源结构域（构域（Bcl-2homology,BH)、结构与功能关系构与功能关系（）（）TM结构域是构域是Bcl-2定位于定位于细胞膜内所必胞膜内所必须又称信号挂靠序列（又称信号挂靠序列（signalanchorsequence)（）（）BH结构域是构域是Bcl-2家族各成家族各成员之之间或或Bcl-2家家族成族成员和其他蛋白如和其他蛋白如Raf等相互作用的重要分子等相互作用的重要分子基基础三、三、Bcl-2家族蛋白的活性家族蛋白的活性调节和效和效应机制机制、活性、活性调节（）磷酸化（）磷酸化（）水解（）水解灭活活、活性机制、活性机制（）影响（）影响细胞氧化胞氧化还原状原状态（）影响（）影响浆膜的膜的变化化（）影响（）影响细胞内离子自内胞内离子自内质网外流和向核网外流和向核内流内流（）抑制（）抑制caspase-3活性活性n第四节细胞凋亡异常和肿瘤发病学一、凋亡抑制基因Bcl-2和恶性肿瘤、恶性肿瘤中Bcl-2高表达、Bcl-2高表达增强肿瘤细胞对化疗药物的耐受性、Bcl-2高表达单独存在不足以引起肿瘤，肿瘤的发生还有赖于其他事件的参与。二、凋亡活化基因p53和恶性肿瘤、作为防止潜在恶性肿瘤生长和存活的应激反应信号途径中枢，在纺织肿瘤发生机制中发挥关键作用、阻遏细胞生长和诱导细胞凋亡三、其他凋亡相关基因和恶性肿瘤、Bcr-abl蛋白与CML和某些急性淋巴细胞性白血病存在该蛋白。功能（）诱导细胞转化，降低细胞凋亡速率（）调节Fas介导的凋亡、PML-RAR蛋白:与极大多数APL有关。功能:（）阻止APL分化，抑制细胞凋亡（）野生型PML蛋白参与多种因素诱导的细胞凋亡，并且不依赖caspase的活化。第五节细胞凋亡干预和肿瘤的治疗一、以诱导肿瘤细胞凋亡为目标的基因治疗策略（一）野生型p53基因介导的肿瘤治疗（二）其他凋亡诱导基因介导的肿瘤治疗（三）以灭活凋亡抑制基因为目的的肿瘤基因治疗二、以诱导肿瘤细胞凋亡为目标的非基因治疗三、三氧化二砷治疗血液肿瘤的研究n n第六节有待研究的问题一、细胞凋亡和细胞坏死的严格界别二、Caspase在细胞凋亡发生中的重要性和caspase非依赖的细胞凋亡。三、细胞凋亡机制的复杂性四、内质网在细胞凋亡中的重要性五、溶酶体和高尔基体与细胞凋亡