细胞凋亡信号通路详细资料与总结
细胞死亡途径及相关信号通路分析
细胞死亡途径及相关信号通路分析细胞死亡是生物体内生死循环的重要环节。
在细胞中，有三种主要的死亡途径：程序性细胞死亡、非程序性细胞死亡和坏死性细胞死亡。
程序性细胞死亡，又称凋亡(apoptosis)，是一种高度有序的细胞死亡过程。
在凋亡过程中，细胞核和细胞质的基本结构都被保持，整个细胞会产生不同程度的收缩，并转化为囊泡结构。
随后，这些囊泡会被胞吞作用吞噬，并被降解。
程序性细胞死亡在维持生物组织的平衡中扮演着重要的角色。
凋亡信号分为内源性和外源性两类。
内源性凋亡信号常常来自于细胞在发生损伤或突变时产生的细胞自我保护机制。
而外源性凋亡信号来自于细胞外刺激。
比如，生长因子的缺乏也可导致凋亡。
非程序性细胞死亡是指发生于胚胎发育或细胞老化等过程中出现的一种细胞死亡形式。
与程序性细胞死亡不同，非程序性细胞死亡的过程不会产生明显的细胞形态改变。
其中，最常见的一种是自噬(autophagy)。
在自噬过程中，细胞内的膜结构会将一部分生命物质包裹在内部，然后这些被包裹的物质会被溶酶体分解掉。
坏死性细胞死亡则是一种无序的细胞死亡过程，常发生于突发的严重创伤、急性缺氧、细胞感染或者毒物侵袭等情况下。
坏死性细胞死亡通常以细胞体肿大、破裂和灰化为特征。
与程序性细胞死亡和非程序性细胞死亡不同，坏死性细胞死亡常常是一种不可逆的过程。
细胞死亡过程中，有一系列的信号通路被启动并介导了整个过程。
其中，凋亡是当前最被广泛研究的细胞死亡途径之一。
凋亡信号通路的关键是囊泡形成，主要包括内源性和外源性两大通路。
许多研究表明，钙离子和蛋白酶在囊泡形成中扮演重要角色。
近年来研究表明囊泡形成通路的信号分子主要包括Bcl-2家族成员（例如Bcl-2、Bax等）、半胱氨酸天冬酶家族(caspase)、确定生长因子细胞死亡受体(TNF receptor)等。
自噬是细胞对于内源性和外源性胁迫反应的自我维护机制。
在细胞内，细胞膜通过吞噬细胞内部的物质来消化和降解不必要的细胞成分。
细胞凋亡的信号通路
细胞凋亡的信号通路细胞凋亡在生物学中是一个极其重要的生理过程。
在生物体的不同部分，细胞凋亡起着重要的调控作用。
尽管细胞死亡的机制和过程非常复杂，但有些信号通路在凋亡过程中具有极其重要的作用。
本文将介绍几种主要的信号通路，以及它们与细胞凋亡的关系。
Bcl-2基因家族Bcl-2基因家族被认为是凋亡信号通路的关键参与者。
这个家族包含了多种蛋白质，它们在细胞的凋亡过程中有着重要的作用。
Bcl-2蛋白的作用是抑制细胞凋亡，而Bad蛋白质的作用则是促进细胞凋亡。
其他Bcl-2家族成员包括Bax、Bid、Bok和Bak等。
这些蛋白质与凋亡通路相互作用，从而调节细胞是否进入凋亡过程。
研究表明，Bcl-2家族蛋白质在多种疾病中都有很重要的作用，如癌症、自身免疫疾病和神经系统疾病等。
JNK通路JNK（c-Jun N-末端激活蛋白激酶）在细胞凋亡中也起着重要的作用。
当正常细胞处于应激或损伤状态时，JNK通路被激活，进而导致凋亡的发生。
研究表明，当线粒体受到损伤时，JNK通路也会被激活。
这些结果表明JNK通路在响应细胞应激、损伤和细胞死亡等方面具有很重要的作用。
因此，在研究和治疗许多疾病时，JNK通路都是一个非常重要的治疗靶点。
Caspase通路Caspase是一类重要的凋亡相关蛋白质，在细胞凋亡中发挥重要的作用。
Caspase通路的激活是细胞凋亡发生的最重要的步骤之一。
在凋亡通路中，Caspase经常会被序列激活，从而引发一系列的凋亡反应。
研究发现，Caspase在神经细胞的凋亡中具有非常重要的作用，而且在许多人类疾病中也起着极其重要的作用。
因此，Caspase通路也成为了研究急性损伤和慢性疾病治疗的一个重要领域。
MAPK通路MAPK通路是另一个凋亡相关的通路。
在细胞凋亡的过程中，MAPK被激活并会产生一些炎症反应和细胞凋亡。
沙门氏菌在感染人体细胞时，就利用了这个通路，进而引起了肠道疾病。
因此，MAPK通路在研究和预防疾病的治疗中是非常重要的。
干货细胞信号通路图解之细胞凋亡信号通路【珍藏版】
干货细胞信号通路图解之细胞凋亡信号通路【珍藏版】（1）通路综述：细胞凋亡是一种受调节的细胞自杀机制,通常表现为核浓缩、起皱、膜发泡以及DNA片段化。
Caspase家族属于半胱氨酸蛋白酶。
起始组Caspase包括caspase-2,-8,-9,-10,-11和-12,与促凋亡信号紧密相连，一旦激活，这些酶会切割并激活下游的效应组Caspase，包括Caspase-3,-6,-7。
效应 Caspase通过对细胞内蛋白特定的天冬氨酸残基位置处进行切割实现细胞的凋亡。
FasL和TNF对Fas和 TNFR的结合能够激活caspase-8和-10。
DNA损伤诱导PIDD 的表达，PIDD与RAIDD 和caspase-2结合并激活caspase-2。
受损线粒体中释放的细胞色素C与caspase-9的活化相关。
XIAP抑制Caspase-3,-7,-9。
线粒体释放多种促凋亡因子,如Smac/Diablo、AIF、HtrA2、EndoG，和细胞色素C。
Smac/Diablo与XIAP结合，解除XIAP对凋亡的抑制。
Caspase-11被病理的促发炎信号和促凋亡信号诱导表达并激活，它能促进Caspase-1的活化,Caspase-1直接作用于caspase-3以促进凋亡和炎症反应。
Caspase-12和-7在内质网应激的情况下被激活。
抗凋亡生长因子和细胞因子激活 Akt和 p90RSK。
Akt 直接磷酸化并抑制Bad蛋白和间接抑制Bim的表达，这是通过磷酸化并抑制Bim所需的转录因子Fox0实现的。
Fox0通过上调促凋亡因子如FasL和Bim促进调亡。
（2）细胞生存需要积极的抑制凋亡发生，一方面需要抑制促凋亡因子的表达，另一方面则需要表达一些抗凋亡因子。
PI3K 通路被许多生存因子活化，能够激活Akt，Akt是生存信号传导中一个重要的角色。
PTEN抑制PI3K通路。
活化的Akt抑制促凋亡Bcl-2家族成员Bad，Bax，caspase-9，GSK-3和Fox01。
细胞凋亡信号通路详细资料与总结
凋亡抑制剂
凋亡促进剂，与 BCL-2 和 BCL-XL 结合 线虫中的凋亡抑制剂，BCL-2 同源物 腺病毒凋亡抑制剂，与 Bax 和 Bak 结合
Bcl-2家族 引自Katja C. Zimmermann等2001
◆当 Caspase8 活化后，它一方面作用 Procaspase3，另一方面使Bid 裂解成 2 个片 段，其中含 BH3 结构域的 C-端片段被运送 到线粒体，与 Bcl-2/Bax 的 BH3 结构域形成 复合物，导致Cyt c释放。Cyt c 与胞质中 Ced4 同源物 Apaf-1（凋亡蛋白酶活化因子 apoptosis protease activating factor）结合并活 Apaf-1，活化的 Apaf-1 再活化Procaspase9， 最后引起细胞凋亡。
解 DNA。 –CAD 为caspase-activated Dnase（脱氧核苷酸酶），存在于胞质中。
细胞色素释 放引起的凋 亡（线粒体 凋亡通路）
死亡受体凋亡通路
fas 又称作 APO-1， TNFR（ 肿瘤坏死因子受体）和 NGF 受体家族。 1993 年人白细胞分型国际会议统一命名为 CD95。 Fas 蛋白（受体）与 Fas 配体组成 Fas 系统，二者的 结合导致靶细胞走向凋亡。
信号转导研究方法
• 免疫共沉淀 • 荧光共振能量转移（FRET） • 荧光漂白恢复 • 荧光相关光谱 • 免疫荧光显微技术 • 电镜显微技术
◆ bcl-2 蛋白，是膜的整合蛋白，主要存在于线粒体外膜、核膜及部分内质 网中。
◆ Bcl-2家族成员都含有1-4个Bcl-2同源结构域（BH1-4），并且通常羧基末 端有一穿膜的结构域 (transmembrane region，TM)。其中BH4是抗凋亡蛋 白所特有的结构域，BH3是与促进凋亡有关的结构域。
细胞信号通路和细胞凋亡的调控机制
细胞信号通路和细胞凋亡的调控机制在细胞生物学中，细胞信号通路和细胞凋亡是非常重要的概念。
细胞信号通路是指一些分子和细胞的相互作用，通过这些相互作用，信息从细胞内部传递到细胞外部。
细胞凋亡是细胞的自我死亡，这是维持生命健康的一个重要过程。
掌握细胞信号通路和细胞凋亡的调控机制对于了解人体的生命健康、疾病预防和治疗有重要意义。
一、细胞信号通路的分类细胞信号通路可以根据信号分子的分类进行分类。
根据信号分子分为神经递质信号、内分泌信号和直接细胞相互作用信号。
细胞信号通路也可以分为激活型和抑制型的信号通路。
神经递质信号是神经元与神经元之间传递信息的方式。
它通过神经元释放神经递质，进而产生感觉、运动、情感等复杂的运作。
内分泌信号则是由内分泌腺分泌到体液中的信号分子。
一些荷尔蒙和细胞因子就属于内分泌信号。
直接细胞相互作用信号则是细胞表面的受体和配体的直接相互作用，信号分子直接进入细胞内部，改变细胞的代谢、增殖和分化。
激活型信号通路和抑制型信号通路的区别在于，激活型信号通路是指信号分子与受体结合后，其下游的分子会被激活，产生一些生物效应。
抑制型信号通路则是指信号分子与受体结合后，其下游分子的功能会被抑制，阻止生物效应的发生。
二、细胞凋亡的分类细胞凋亡可以分为几种分类：自发性凋亡、程序性凋亡、免疫性凋亡和非脱落性凋亡。
自发性凋亡是由于细胞在长期分裂或代谢过程中产生的基因突变或DNA 损害而引起的。
程序性凋亡是由一系列细胞因子调控的死亡程序引起的，包括线粒体途径和死亡受体途径。
免疫性凋亡是免疫系统识别细胞内部的异常，产生一些致死细胞因子杀死异常细胞的过程。
非脱落性凋亡是细胞因为受到外界环境的影响而引起的死亡过程。
三、细胞信号通路的调控机制细胞信号通路的调控机制涉及到信号分子、受体、信号转导分子和效应分子，还有一些输入信号和反馈机制的调控。
信号分子通过与受体结合，启动下游的信号传导，激活或抑制一些效应分子的产生。
受体的状态也会影响信号的传递，有些受体会调控下游信号的强度和持续时间。
细胞凋亡的信号通路
ExecCutioanseprsase可降解胞内结构蛋白和功能蛋 白，最终导致细胞凋亡。 一条是通过线粒体释放凋亡酶激活因子激活caspase
Assistant
Executioners
Initiators
死亡受体通路
死亡受体是一类跨膜蛋白，属肿瘤坏死因子受体(TNFR) 超家族，该家族也被称为神经生长因子受体(NGFR) 超家族。 已知的死亡受体有TNFRI、Fas、DR3、DR4 和DR5、 CAR1。其相应的配体分别为TNF、FasL、Apo-3、Apo-2L、 ASLV。
细胞凋亡的信号通路
1.概念
细胞凋亡(apoptosis)是指为维持内环境稳定，由基因 控制的细胞自主的有序的死亡。不是一件被动的过程，而是 主动过程。
即细胞程序性死亡（programmed cell death，PCD）。
蝌蚪尾的消失：
发育过程中手 和足的成形过 程：
细胞凋亡与细胞坏死的区别
细胞坏死与凋亡的形态区别
co特m点2：p、l1自e、x身自抗身)原，抗受原引到受致到起敏自T身c淋a抗巴s体细p攻a胞击s的e攻-8击、10通过自 参与死身亡机剪受制体：激信自号身活转免，导疫的性它接T细头们胞蛋凋启白亡：动不（足死c亡as结p构a域s蛋e 白的de级ath联dom反n protein） 细TR胞A色D应D素：，CT（N使cFy受t cC体a）相s从关p线a死粒s亡e体结-中3构、的域释蛋-放6白、-7激活，这几种
caspase-7（ICE-LAP3/Mch3/CMH-1）
caspase-8（FLICE/MACH/Mch5） caspase-9（ICE-LAP6/Mch6） caspase-10（Mch4/FLICE2） caspase-11（ICH3）
细胞凋亡的信号通路分析与调控
细胞凋亡的信号通路分析与调控随着生物学研究的深入，细胞凋亡已经成为科学家们研究的热点之一。
细胞凋亡是一种非常重要的细胞死亡方式，它在正常生理过程与疾病发生过程中都具有至关重要的作用。
现今关于细胞凋亡的研究已经非常深入，信号通路与调控也在逐渐揭晓。
本篇文章将对细胞凋亡的信号通路分析与调控进行阐述。
一、什么是细胞凋亡？细胞凋亡（apoptosis）是指细胞有计划地按照天然程序而死亡的过程。
它是一种自我调节的过程，可以使人体在必要的时候淘汰损伤细胞、对抗毒素、避免细胞失控增殖等等。
而如果细胞凋亡的过程被抑制或者失控，就会导致许多疾病，如癌症、自身免疫病等。
二、细胞凋亡的信号通路细胞凋亡是一种复杂的过程，它需要多种信号通路共同发挥作用。
下面就让我们逐一介绍这些信号通路。
1. 线粒体途径线粒体途径是细胞凋亡的核心途径之一。
在这一途径中，粒体会释放一些蛋白质，如细胞色素c和凋亡诱导因子（Apaf-1）等物质，这些物质最终会导致半胱氨酸蛋白酶（caspase）的激活，从而诱导细胞凋亡。
2. 死亡受体途径死亡受体途径是细胞凋亡的另一条重要途径。
在这一途径中，细胞因子结合到细胞膜上的死亡受体，触发一系列下游反应。
这些反应最终会导致caspase的激活，诱导细胞凋亡。
3. 内源性途径内源性途径是细胞凋亡的第三个信号通路。
在这一途径中，细胞的内在因素，如DNA损伤和某些药物的作用等，会导致一系列后续反应，最终也会激活caspase，导致细胞凋亡。
三、细胞凋亡的调控细胞凋亡的调控是一个非常复杂的过程，它需要多种因素共同作用，以达到最好的效果。
下面我们就来介绍一下细胞凋亡的调控因素。
1. miRNAmiRNA是一类非编码的小RNA，它可以通过靶向调控基因表达来影响细胞凋亡过程。
比如，miRNA-21可以通过靶向PDCD4 mRNA，从而抑制细胞凋亡。
2. 蛋白质酶解细胞凋亡过程中，蛋白质酶解也扮演了非常重要的角色。
一些蛋白质，在被酶解之后，会导致细胞凋亡。
细胞凋亡(Apoptosis)信号通路
细胞凋亡(Apoptosis)是生物界广泛存在的一种基本生命现象，如同细胞生长、发育、增殖一样，起着十分重要的作用。
目前认为，诱导凋亡的细胞外刺激必须通过细胞内一系列信号传递，造成ＤＮＡ选择性的在核小体之间断裂是其重要标志之一。
该名词在20世纪70年代被首次提出，指的是在生理或某些病理条件下由基因控制的一种单个细胞温和死亡形式。
多细胞生物在发生、发展过程中，为了保持正常的生理机能，一部分的细胞发生自发性细胞死亡，这种细胞死亡是被细胞内一系列相关的分子所调控，并伴随有典型的形态学改变，这种现象被称为细胞凋亡。
细胞凋亡是指细胞在一定的生理或病理条件下，受内在遗传机制的控制自动结束生命的过程。
而细胞程序性死亡（programmed cell death,PCD）是指生物在发育过程中对一定生理刺激的反应性死亡，它需要一定基因表达。
凋亡是对细胞死亡过程中一系列固定模式的形态变化的描述，而PCD则是侧重功能上的概念。
两者有差异，但常混为一谈。
细胞凋亡(Apptosis)或程序化细胞死亡(programmed cell death，PCD)，是多细胞有机体为调控机体发育，维护内环境稳定Pb基因控制的细胞主动死亡过程。
目前，细胞自发退化死亡现象有种种命名。
较为常用的是程序化细胞死亡(Pr08Nmmed celld6ath，PcD)，最初用于胚胎发育方面。
胚胎分化过程中特定部位的细胞自发退化死亡是由于该部位的细胞内基因按一定程序表达的结果，又称基因指令性细胞死亡、生理性细胞死、自然发生细胞死亡、细胞舍生、凋亡或细胞凋亡等。
细胞凋亡是以细胞核浓缩、染色体DNA被以核小体为单位切成梯状片段（ladder）、细胞缩小，最终形成细胞凋亡小体等形态变化为特征。
不引起周围细胞的溶解。
细胞凋亡是在细胞群中散发，阶段性进行，并且依存于ＡＴＰ的供给和ＲＮＡ、蛋白质的合成，是主动排除机制。
不仅在个体发育时和卵细胞退缩等生理状态下可观察到，而且在自身免疫性疾病、神经变质性疾病、缺血性疾病等很多疾病及病理状态下也可观察到。
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=TNF
• Fas 具有三个富含半胱氨酸的胞外区 和一个称为死亡结构域（Death domain，DD）的胞内区。
• Fas 的配体 FasL（Fas ligand）与 Fas
结f合as后又，称Fa作s 三A聚PO化-使1，胞属内的TDNDF区肿构瘤坏死因子受体和 N象G改F变受，体然家后族与接。头蛋白FADD（Fas-
.
caspase 超家族成员及其相应底物
名称及其别名 caspase-1（ICE） caspase-2（Nedd-2/ICH1） caspase-3（apopain/CPP32/Yama） caspase-4（Tx/ICH2/ICE rel-II） caspase-5（ICE rel-III/TY） caspase-6（Mch2）
◆根据功能和结构可将Bcl-2基因家族分为两类： -----抗凋亡的（anti-apoptotic），如：Bcl-2、Bcl-xl、Bcl-w、Mcl-1； -----促进凋亡的（pro-apoptotic），如：Bax、Bak、Bad、Bid、Bim，在 促凋亡蛋白中还有一类仅含BH3结构，如Bid、Bad、PUMA。
.
基因产物 BCL-2 BCL-x BCL-w Bax Bak MCL-1 Bad Ced-9 E1B19K
身剪激活，它们启动 caspase 的级联 反应，使caspase-3、-6、-7激活，这 几种Caspase可降解胞内结构蛋白和功 能蛋白，最终导致细胞凋亡。
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Bcl-2 家族
◆Bcl-2 是 一 种 原 癌 基 因 ， 名 称 来 源 于 B 细 胞 淋 巴 瘤 / 白 血 病 -2(B-cell lymphoma/Leukemia-2，bcl-2)。
Bcl-2家族，结合抑制。
.
Caspase 自身以非活化的 Procaspase存在，其激活依赖于其他的 Caspase 在它的天冬氨酸位点裂解活化或自身活化。 Caspase-8自剪切活化，激活 Caspase-3，Caspase-7成为凋亡的执行者。 Caspase-3 激活 Caspase-6。 Caspase 可降解结构蛋白、信号蛋白、转录调控蛋白、周期蛋白等等。 Caspase 还可降解CAD的调节蛋白，释放出CAD，CAD进入细胞核降
caspase-7（ICE-LAP3/Mch3/CMH-1）
caspase-8（FLICE/MACH/Mch5） caspase-9（ICE-LAP6/Mch6） caspase-10（Mch4/FLICE2） caspase-11（ICH3）
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
底物 Pro-IL ； pro-caspase 3，7 PARP ； SREBP ； DFF ； DNA-PK
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Caspase 家族与凋亡
1、Caspase家族 Caspase属于半胱氨酸蛋白酶，相当于线虫中的ced-3，这些蛋白酶是
引起细胞凋亡的关键酶，一旦被信号途径激活，能将细胞内的蛋白质降解 ，使细胞不可逆的走向死亡。它们均有以下特点： ①酶活性依赖于半胱氨酸残基的亲核性； ②裂解靶蛋白位点是天冬氨酸残基后的肽键，所以命名为caspase（ Cysteine aspartic acid specific protease ），方便起见称之为凋亡酶； ③都是由两大、两小亚基组成的异四聚体，大、小亚基由同一基因编码， 前体被切割后产生两个活性亚基。
生物信号转导
细胞凋亡信号通路
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• （1）Caspase蛋白 • （2）线粒体凋亡通路 • （3）死亡受体介导的凋亡通路 • （4）p53蛋白 • （5）Bcl-2家族蛋白
.
电子云密度大，黑
.
细胞凋亡的途径主要有两条
★一条是通过胞外信号激活细胞内的凋亡 酶caspase ★一条是通过线粒体释放凋亡酶激活因子 激活caspase
Lamin A ； keratin 18 PARP ； pro-caspase 6 ； DFF
PARP
.
➢★启动者（initiator）：如 caspase-8、9，受到信号后，能通 过自剪接而激活，然后引起 caspase 级联反应，如 caspase-8 可 依次激活 caspase-3、6、7。 ★执行者（executioner或effector）：如caspase-3、6、7，它们 可直接降解胞内的结构蛋白和功能蛋白，引起凋亡，但不能通 过自催化或自剪接的方式激活； ➢细胞中还具有 caspase 的抑制因子，称为 IAPs（inhibitors of apoptosis proteins），属于一个庞大的蛋白家族。它们能通过 BIR 结构域（baculovirus IAP repeats domain）与 caspase 结合， 抑制其活性，如XIAP。
解 DNA。 –CAD 为caspase-activated Dnase（脱氧核苷酸酶），存在于胞质中。
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细胞色素释 放引起的凋 亡（线粒体 凋亡通路）
.
死亡受体凋亡通路
fas 又称作 APO-1， TNFR（ 肿瘤坏死因子受体）和 NGF 受体家族。 1993 年人白细胞分型国际会议统一命名为 CD95。 Fas 蛋白（受体）与 Fas 配体组成 Fas 系统，二者 的结合导致靶细胞走向凋亡。
associated death domain）的DD区结
合1，99而3后年人FA白DD细的胞分N 型端国D际ED会区议（统一命名为 CD95。
death effector domain）就能与
CaFspaasse蛋-8（白或（-1受0）体前）体与蛋白F结as合配，体组成 Fas 系统，二者 的形 co结m成p合DleIxS导C)致，(d靶引ea起细thc-胞aisnpd走ausce向i-n8g凋、1亡s0ig通n。a过lin自g
◆ bcl-2 蛋白，是膜的整合蛋白，主要存在于线粒体外膜、核膜及部分内质 网中。
◆ Bcl-2家族成员都含有1-4个Bcl-2同源结构域（BH1-4），并且通常羧基 末端有一穿膜的结构域 (transmembrane region，TM)。其中BH4是抗凋 亡蛋白所特有的结构域，BH3是与促进凋亡有关的结构域。