细胞凋亡的线粒体途径

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癌症细胞凋亡

癌症细胞凋亡

癌症细胞凋亡癌症是当人体细胞开始异常增殖时发生的一类疾病,严重影响着全球人民的健康。

为了对抗癌症,科学家们不断探索各种治疗方法。

其中,研究癌症细胞凋亡的机制和途径变得越来越重要。

本文旨在探讨癌症细胞凋亡的重要性以及相关研究进展。

一、癌症细胞凋亡概述细胞凋亡是一种程序性的细胞死亡方式,它在正常的生物体中起着重要的调控作用。

而癌症细胞凋亡则是癌细胞经过一系列信号通路的激活后自行死亡的一种途径。

相比于细胞坏死,细胞凋亡具有不可逆转、过程规范等特点,因此被广泛应用于癌症的治疗。

二、癌症细胞凋亡的重要性癌症细胞凋亡在治疗癌症过程中具有重要的意义。

首先,癌症细胞凋亡可以有效抑制癌细胞的增殖,阻止癌细胞进一步扩散。

其次,通过诱导癌症细胞凋亡,可以促使癌细胞自我消亡,从而减少对正常细胞的伤害。

最后,通过研究癌症细胞凋亡的机制,可以寻找到新的治疗癌症的靶点和方法。

三、癌症细胞凋亡的机制癌症细胞凋亡的机制非常复杂,涉及到多个信号通路的激活与抑制。

下面将简略介绍几个常见的癌症细胞凋亡信号通路。

1. 线粒体途径线粒体途径是癌症细胞凋亡的主要通路之一。

其核心是线粒体膜的损伤和相关的凋亡因子释放。

当细胞受到外界刺激时,线粒体膜的通透性会增加,导致线粒体内的某些凋亡因子(如细胞色素c)释放到细胞质中,进而引发一系列的级联反应,最终导致细胞凋亡。

2. 死亡受体途径在癌症细胞凋亡过程中,死亡受体途径也发挥着重要的作用。

凋亡受体通过与相应的配体结合,触发信号级联反应,最终导致细胞死亡。

一些常见的死亡受体途径包括Fas/FasL、TNF/TNFR等。

3. 内源性通路除了线粒体途径和死亡受体途径,内源性通路也涉及到癌症细胞凋亡的调控。

例如,p53基因被认为是细胞凋亡的重要调控基因,它可以通过直接转录或间接调控其他基因来触发细胞凋亡。

四、癌症细胞凋亡的促进剂为了实现对癌症细胞凋亡的促进,科学家们一直在寻找各种潜在的药物和治疗方法。

以下是几种常见的癌症细胞凋亡的促进剂。

细胞凋亡与自噬

细胞凋亡与自噬

细胞凋亡与自噬细胞凋亡和自噬是两种常见的细胞死亡方式,它们在维持生态平衡、调控发育过程以及应对环境变化等方面发挥着重要的作用。

本文将重点探讨细胞凋亡和自噬的概念、机制以及它们在正常生理和疾病条件下的调控。

一、细胞凋亡的概念和机制细胞凋亡,简称凋亡,是一种主动性的程序性细胞死亡方式。

它在多细胞生物的生长发育、组织修复和免疫调节中起着至关重要的作用。

细胞凋亡通常伴随着一系列特征性的形态学变化,如细胞体积缩小、染色质凝缩、阶梯状DNA断裂等。

这些变化是由激活的凋亡信号通路引起的,其中包括外源性刺激(如细胞因子、药物)和内源性刺激(如DNA损伤、细胞应激等)。

细胞凋亡主要通过两个主要途径实现,即内源性凋亡途径(线粒体途径)和外源性凋亡途径(死亡受体途径)。

线粒体途径是最常见的细胞凋亡途径之一。

当细胞受到损伤或应激,线粒体膜的通透性发生改变,导致线粒体内外环境的失衡,释放出多种凋亡相关的蛋白质,如细胞色素C和凋亡诱导因子。

这些蛋白质进一步激活半胱天冬酶家族的凋亡蛋白酶(caspase),引起细胞的凋亡。

死亡受体途径主要通过细胞膜上的死亡受体激活下游蛋白激酶(如caspase-8)来介导细胞凋亡信号传导。

当外源刺激(如肿瘤坏死因子、Fas配体等)与死亡受体结合时,形成复合物,激活caspase-8,从而引发一系列的信号级联反应,最终导致细胞凋亡。

二、自噬的概念和机制自噬是一种细胞通过溶解和再利用自身组分来维持生命活动的机制。

它在调控细胞存活与死亡、维持细胞内环境稳定以及清除异常和老化细胞等方面起着重要作用。

自噬的主要特征是形成双膜包囊结构(称为自噬体),通过包囊的合并与内质网或内质网、线粒体、内核等细胞器中的细胞组分结合,然后进入溶酶体进行分解。

自噬的机制包括三个主要步骤:自噬体形成、自噬体融合和降解。

首先,细胞将封闭的双膜结构自噬体形成,膜包裹着待降解的细胞组分。

然后,自噬体与溶酶体融合形成自噬-溶酶体复合体,其中的酸性酶对降解物进行分解。

细胞凋亡的途径

细胞凋亡的途径
当凋亡信号转导到线粒体时,会使线粒体外膜形成多聚Bax孔道。线粒体内容物如细胞色素C(Cyt—C)和smac等流出。Smae可促进凋亡反应速度和强度,以使凋亡顺利进行,而Cyt—C则在进一步激活easpase一3的过程中处于核心地位一J。释放出的Cyt—c和三磷酸腺苷(ATP)作为复合因子与细胞液中的凋亡蛋白酶活化因子(Apaf一1)结合,通过ATP分解提供能量诱导Apaf一1自身多聚化,形成至少由8个亚单位组成的Apaf一1多聚物,并暴露Apaf一1的N端easpase募集域(caspase re—cruitment domain,CARD)与caspase一9结构域中CARD相互作用,并募集easpase一9到多聚物上,形成Cyt—e/Apaf一1/caspase一9高分子量的复合物——凋亡体(apoptosome)。Caspase一9被募集形成凋亡体后,通过改变构象自我激活,并引起其下游凋亡效应组caspase如caspase一3,caspase一7的激活,而产生一系列酶联激活反应,最后对核内底物进行剪切使受累细胞凋亡。
1.3 B粒酶信号途径介导的细胞凋亡
细胞毒性淋巴细胞,如细胞毒性T细胞,淋巴细胞因子激活的杀伤细胞LAK、自然杀伤细胞,可通过多种机制诱导靶细胞的凋亡。例如这些细胞表面表达的FasL可结合靶细胞表面的Fas,激活靶细胞的外部凋亡途径。此外,细胞毒性淋巴细胞还能向靶细胞传递一些毒性颗粒,其中包含TNF、B粒酶及另一种穿孔蛋白。TNF可介导细胞的外部凋亡途径,而穿孔蛋白通过在靶细胞表面形成膜间通道,利于B粒酶向靶细胞内部转移。进入细胞内部的B粒酶自身具备蛋白水解作用,可直接裂解并激活caspases,促进细胞凋亡,还能通过裂解BH3-only蛋白间接激活细胞凋亡的线粒体途径。且有研究显示,B粒酶通过BH3-only 蛋白介导的细胞凋亡效应强于其直接激活caspases效应。

细胞凋亡的调控与机制

细胞凋亡的调控与机制

细胞凋亡的调控与机制细胞凋亡(Apoptosis)是一种在多细胞生物体中普遍存在的程序性细胞死亡过程。

它对于维持机体正常生长和发育、去除老化和受损细胞具有重要意义。

凋亡过程受到多种内外因素的调控,包括细胞内的凋亡信号通路和细胞外的调节分子。

凋亡的详细机制一直是生命科学研究的重要课题之一。

本文将探讨细胞凋亡的调控与机制。

一、细胞凋亡的调控细胞凋亡的调控包括两大路径:内源性途径和外源性途径。

1. 内源性途径内源性途径也称为线粒体途径,是主要的凋亡信号通路。

当细胞受到内外因素的刺激,例如DNA损伤、缺氧、化学毒物等,会导致线粒体的膜电位降低,并释放一系列的凋亡调节蛋白,如细胞色素c和凋亡诱导因子Apaf-1。

这些蛋白进一步激活半胱天冬酶家族的蛋白酶,最终导致细胞死亡。

2. 外源性途径外源性途径主要通过死亡受体(Death Receptor)信号通路发挥作用。

当细胞受到外源性因素的刺激,例如细胞因子如肿瘤坏死因子(TNF)家族成员的结合,会激活细胞膜上的死亡受体。

这些死亡受体经过复杂的信号传导,最终调节下游的凋亡执行效应器酶(Caspase),引发细胞死亡。

二、细胞凋亡的机制细胞凋亡的机制主要包括下游的凋亡调节蛋白家族Caspase、细胞周期及凋亡相关蛋白和凋亡调控基因。

1. Caspase家族Caspase是细胞凋亡过程中的关键蛋白酶,分为启动子Caspase和执行者Caspase。

启动子Caspase主要包括Caspase-8和Caspase-9,它们通过活化执行者Caspase如Caspase-3、Caspase-6和Caspase-7,最终导致细胞凋亡。

Caspase家族的活性调控对于细胞凋亡的执行起到至关重要的作用。

2. 细胞周期及凋亡相关蛋白细胞周期蛋白是细胞生命周期调控的关键分子。

凋亡过程中,Caspase-3激活后可降解细胞周期蛋白,并抑制细胞周期的进行。

此外,Bcl-2和Bcl-2家族的成员蛋白也是细胞凋亡过程的重要调节因子。

线粒体与细胞凋亡的关系及调节机制

线粒体与细胞凋亡的关系及调节机制

线粒体与细胞凋亡的关系及调节机制细胞凋亡是一种重要的生物学现象,它参与了许多生理和病理过程,如细胞分化和发育、免疫防御、肿瘤发生等。

而线粒体在细胞凋亡中扮演着极其重要的角色,它既可以参与细胞凋亡的启动,也可以通过调节细胞死亡信号通路影响凋亡的过程。

本文将深入探讨线粒体和细胞凋亡之间的关系,并介绍一些调节机制。

一、线粒体和细胞凋亡的关系线粒体是细胞中生产能量的主要器官,同时也是细胞死亡的重要执行器。

在正常情况下,线粒体维持着正常的细胞生理功能,如氧化磷酸化、离子平衡、凋亡调控等。

但是在受到某些因素的刺激之后,线粒体的膜通透性会发生改变,导致细胞内环境的失衡,释放一系列的细胞内蛋白和化合物,引发了细胞凋亡的启动。

线粒体在细胞凋亡中发挥的作用主要有两个方面:一方面,线粒体可以释放细胞死亡信号分子,如细胞色素C、凋亡诱导因子(AIF)等,这些信号分子可以与细胞中其他蛋白相互作用,调节其功能,最终诱导细胞凋亡。

另一方面,线粒体可以通过调节细胞死亡信号通路,影响细胞凋亡的进程。

例如,线粒体内膜上的Bcl-2家族蛋白,它们通过调节线粒体膜通透性,控制着线粒体对细胞死亡信号的是否过度敏感,从而影响细胞凋亡的进程。

二、线粒体调节细胞凋亡的机制细胞凋亡信号通路是一个非常复杂的过程,涉及到许多分子和通路的调控。

线粒体作为细胞死亡信号的重要源头,在实际操作中,主要通过下面四个方面来调节细胞凋亡的进程。

1.线粒体膜通透性的调节线粒体膜通透性的改变是引发细胞凋亡的初步步骤,而且这种改变可以通过多种途径诱导。

例如,在细胞发生DNA损伤时,就会激活线粒体的DNA酶,这些酶会导致线粒体膜的损伤和通透性的改变;另外,氧化压力、温度、放射线等因素都可以直接影响线粒体膜通透性。

对于线粒体膜通透性的调节,Bcl-2家族蛋白是一个非常重要的家族。

该家族蛋白的一些成员如Bax、Bak等,会导致线粒体膜通透性的改变,促进细胞凋亡的进程;而另一些成员,如Bcl-2、Bcl-XL等,则是线粒体对细胞死亡发生过度敏感的抑制因子。

高三细胞凋亡知识点

高三细胞凋亡知识点

高三细胞凋亡知识点细胞凋亡是一种重要的细胞死亡方式,它在维持生物体稳态、调控组织器官发育和防止肿瘤等方面起着关键作用。

以下是高三细胞凋亡的一些知识点。

一、概念和特点细胞凋亡,又称程序性细胞死亡,是一种遗传性、高度有选择性的自我毁灭性死亡方式。

相比于坏死等其他类型的细胞死亡方式,凋亡具有以下特点:1. 形态学上,细胞凋亡表现为细胞体积缩小、细胞核碎裂、胞浆内出现含有内质网的囊泡结构(细胞凋亡体)等特征。

2. 生理学上,细胞凋亡对身体内过多、受损细胞进行调控,维持组织器官的形态和功能。

3. 遗传上,细胞凋亡通过特定的信号通路和基因网络调控,确保凋亡的发生和进行。

二、细胞凋亡的信号通路细胞凋亡的发生是由一系列的信号通路和基因调控来实现的。

其中,线粒体途径、死受体途径和内质网途径是目前研究较为深入的三条信号通路。

1. 线粒体途径:线粒体内的多种因子参与细胞凋亡的调控,如线粒体膜通透性改变、细胞色素c释放和凋亡诱导因子的产生等。

2. 死受体途径:死受体途径主要涉及死受体、适配蛋白和信号转导分子组成的复合体,激活半胱天冬氨酸蛋白酶家族(caspase家族)的活性。

3. 内质网途径:内质网途径包括内质网中钙离子浓度增加、内质网应激反应和细胞凋亡的发生。

三、细胞凋亡的调控基因细胞凋亡的调控基因在细胞凋亡过程中发挥着重要的作用。

以下是几个常见的调控基因:1. Bcl-2家族:Bcl-2家族有抗凋亡和促凋亡的成员,通过调控线粒体的膜通透性来发挥作用。

2. p53基因:p53是一种常见的抑癌蛋白,也是细胞凋亡的重要调控者。

当细胞受到损害时,p53会被激活,诱导细胞凋亡。

3. c-Myc基因:c-Myc是一种转录因子,在某些情况下能促进细胞凋亡。

四、与细胞凋亡相关的疾病细胞凋亡的异常调控与多种疾病的发生和发展密切相关。

以下是与细胞凋亡相关的一些疾病:1. 癌症:细胞凋亡的失控常常导致肿瘤的发生。

恶性肿瘤细胞往往以凋亡抑制或逃逸为特点。

线粒体与细胞凋亡


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细胞凋亡的过程大致可分为以下几个阶段: 接受凋亡信号→凋亡调控分子间的相互作用→蛋白水解酶的活化(Caspase)→进入连续反应过程 1.凋亡的启动阶段 细胞凋亡的启动是细胞在感受到相应的信号刺激后胞内一系列控制开关的开启或关闭,不同的外界因素启 动凋亡的方式不同,所引起的信号转导也不相同,客观上说对细胞凋亡过程中信号传递系统的认识还是不全面 的,目前比较清楚的通路主要有: 1)细胞凋亡的膜受体通路:各种外界因素是细胞凋亡的启动剂,它们可以通过不同的信号传递系统传递 凋亡信号,引起细胞凋亡,我们以Fas -FasL为例: Fas是一种跨膜蛋白,属于肿瘤坏死因子受体超家族成员,它与FasL结合可以启动凋亡信号的转导引起细 胞凋亡。它的活化包括一系列步骤:首先配体诱导受体三聚体化,然后在细胞膜上形成凋亡诱导复合物,这个 复合物中包括带有死亡结构域的Fas相关蛋白FADD。Fas又称CD95,是由325个氨基酸组成的受体分子,Fas 一旦和配体FasL结合,可通过Fas分子启动致死性信号转导,最终引起细胞一系列特征性变化,使细胞死亡。 Fas作为一种普遍表达的受体分子,可出现于多种细胞表面,但FasL的表达却有其特点,通常只出现于活化的 T细胞和NK细胞,因而已被活化的杀伤性免疫细胞,往往能够最有效地以凋亡途径置靶细胞于死地。Fas分子 胞内段带有特殊的死亡结构域(DD,death domain)。三聚化的Fas和FasL结合后,使三个Fas分子的死亡结构 域相聚成簇,吸引了胞浆中另一种带有相同死亡结构域的蛋白FADD。FADD是死亡信号转录中的一个连接蛋 白,它由两部分组成:C端(DD结构域)和N端(DED)部分。DD结构域负责和Fas分子胞内段上的DD结构 域结合,该蛋白再以DED连接另一个带有DED的后续成分,由此引起N段DED随即与无活性的半胱氨酸蛋白酶 8(caspase8)酶原发生同嗜性交联,聚合多个caspase8的分子,caspase8分子逐由单链酶原转成有活性的双链 蛋白,进而引起随后的级联反应,即Caspases,后者作为酶原而被激活,引起下面的级联反应。细胞发生凋亡。 因而TNF诱导的细胞凋亡途径与此类似 2)细胞色素C释放和Caspases激活的生物化学途经 线粒体是细胞生命活动控制中心,它不仅是细胞呼吸链和氧化磷酸化的中心,而且是细胞凋亡调控中心。 实验表明了细胞色素C从线粒体释放是细胞凋亡的关键步骤。释放到细胞浆的细胞色素C在dATP存在的条件下 能与凋亡相关因子1(Apaf-1)结合,使其形成多聚体,并促使caspase-9与其结合形成凋亡小体,caspase-9被 激活,被激活的caspase-9能激活其它的caspase如caspase-3等,从而诱导细胞凋亡。此外,线粒体还释放凋亡 诱导因子,如AIF,参与激活caspase。可见,细胞凋亡小体的相关组份存在于正常细胞的不同部位。促凋亡因 子能诱导细胞色素C释放和凋亡小体的形成。很显然,细胞色素C从线粒体释放的调节是细胞凋亡分子机理研 究的关键问题。多数凋亡刺激因子通过线粒体激活细胞凋亡途经。有人认为受体介导的凋亡途经也有细胞色素 C从线粒体的释放。如对Fas应答的细胞中,一类细胞(type1)中含有足够的胱解酶8 (caspase8)可被死亡受 体活化从而导致细胞凋亡。在这类细胞中高表达Bcl-2并不能抑制Fas诱导的细胞凋亡。在另一类细胞(type2) 如肝细胞中,Fas受体介导的胱解酶8活化不能达到很高的水平。因此这类细胞中的凋亡信号需要借助凋亡的线 粒体途经来放大,而Bid -- 一种仅含有BH3结构域的Bcl-2家族蛋白是将凋亡信号从胱解酶8向线粒体传递的信 使。 2.凋亡的执行 尽管凋亡过程的详细机制尚不完全清楚,但是已经确定Caspase即半胱天冬蛋白酶在凋亡过程中是起着必 不可少的作用,细胞凋亡的过程实际上是Caspase不可逆有限水解底物的级联放大反应过程,到目前为止,至 少已有14种Caspase被发现,Caspase分子间的同源性很高,结构相似,都是半胱氨酸家族蛋白酶,根据功能可 把Caspase基本分为二类:一类参与细胞的加工,如Pro-IL-1β和Pro-IL-1δ,形成有活性的IL-1β和IL-1δ;第二 类参与细胞凋亡,包括caspase2,3,6,7,8,9.10。Caspase家族一般具有以下特征: 1)C端同源区存在半胱氨酸激活位点,此激活位点结构域为QACR/QG。 2)通常以酶原的形式存在,相对分子质量29000-49000(29-49KD),在受到激活后其内部保守的天冬氨酸 残基经水解形成大(P20)小(P10)两个亚单位,并进而形成两两组成的有活性的四聚体,其中,每个 P20/P10异二聚体可来源于同一前体分子也可来源于两个不同的前体分子。 3)末端具有一个小的或大的原结构域。 参与诱导凋亡的Caspase分成两大类:启动酶(inititaor)和效应酶(effector)它们分别在死亡信号转导 的上游和下游发挥作用。 Caspase活化机制 Caspase的活化是有顺序的多步水解的过程,Caspase分子各异,但是它们活化的过程相似。首先在 caspase前体的N-端前肽和大亚基之间的特定位点被水解去除N-端前肽,然后再在大小亚基之间切割释放大小 亚基,由大亚基和小亚基组成异源二聚体,再由两个二聚体形成有活性的四聚体。去除N-端前肽是Caspase的 活化的第一步,也是必须的,但是Caspase-9的活化不需要去除N-端前肽,Caspase活化基本有两种机制,即同 源活化和异源活化,这两种活化方式密切相关,一般来说后者是前者的结果,发生同源活化的Caspase又被称 为启动caspase(initiator caspase),包括caspase-8,-10,-9,诱导凋亡后,起始Caspase通过adaptor被募集到特 定的起始活化复合体,形成同源二聚体构像改变,导致同源分子之间的酶切而自身活化,通常caspase-8,10,2介 导死亡受体通路的细胞凋亡,分别被募集到Fas和TNFR1死亡受体复合物,而Caspase-9参与线粒体通路的细胞 凋亡,则被募集到Cyt c/d ATP/Apaf-1组成的凋亡体(apoptosome)。同源活化是细胞凋亡过程中最早发生的 capases水解活化事件,启动Caspase活化后,即开启细胞内的死亡程序,通过异源活化方式水解下游Caspase 将凋亡信号放大,同时将死亡信号向下传递。异源活化(hetero-activation)即由一种caspase活化另一种 caspase是凋亡蛋白酶的酶原被活化的经典途径。被异源活化的Caspase又称为执行caspase(executioner caspase),包括Caspase-3,-6,-7。执行Caspase不象启动Caspase ,不能被募集到或结合起始活化复合体,它们 必须依赖启动Caspase才能活化。 Caspase的效应机制 凋亡细胞的特征性表现,包括DNA裂解为200bp左右的片段,染色质浓缩,细胞膜活化,细胞皱缩,最后 形成由细胞膜包裹的凋亡小体,然后,这些凋亡小体被其他细胞所吞噬,这一过程大约经历30-60分钟, Caspase引起上述细胞凋亡相关变化的全过程尚不完全清楚,但至少包括以下三种机制: 1.凋亡抑制物 正常活细胞因为核酸酶处于无活性状态,而不出现DNA断裂,这是由于核酸酶和抑制物结合在一起,如 果抑制物被破坏,核酸酶即可激活,引起DNA片段化(fragmentation)。现知caspase可以裂解这种抑制物而 激活核酸酶,因而把这种酶称为Caspase激活的脱氧核糖核酸酶(caspase-activated deoxyribonulease CAD), 而把它的抑制物称为ICAD。因而,在正常情况下, CAD不显示活性是因为CAD-ICAD,以一种无活性的复合物形式存在。ICAD一旦被Caspase水解,即赋予 CAD以核酸酶活性,DNA片段化即产生,有意义的是CAD只在ICAD存在时才能合成并显示活性,提示CADICAD以一种共转录方式存在,因而ICAD对CAD的活化与抑制却是必需要的。 2.破坏细胞结构 Caspase可直接破坏细胞结构,如裂解核纤层,核纤层(Lamina)是由核纤层蛋白通过聚合作用而连成头 尾相接的多聚体,由此形成核膜的骨架结构,使染色质(chromatin)得以形成并进行正常的排列。在细胞发 生凋亡时,核纤层蛋白作为底物被Caspase在一个近中部的固定部位所裂解,从而使核纤层蛋白崩解,导致细

细胞凋亡的相关信号通路解析

细胞凋亡的相关信号通路解析细胞凋亡是机体内部细胞自我调节的一种重要机制,它参与了多种生理、病理过程的调节。

细胞凋亡现象的产生,往往与一系列的信号通路密切相关。

下面,我们将对与细胞凋亡相关的信号通路进行深入的解析。

1.肿瘤坏死因子(TNF)信号通路TNF是一种对于多种细胞类型具有强调节作用的细胞因子。

它通过结合细胞膜上的TNF受体,使得肌动蛋白的聚合及伸长促使其内部的死亡域与FADD(死亡受体结构域)结合,进而形成死亡信号复合物I,引发细胞的凋亡。

2.过氧化物酶体增生物(Peroxidase proliferator-activated receptor)信号通路PPARs是一种滋养素受体类似的受体、核黄素质激活因子,是一类与脂肪代谢密切相关的核转录因子。

研究表明,在细胞凋亡过程中,PPARs通路被激活,通过调控多种细胞信号通路,如抑制ABCA1和S1P的表达等,从而促使细胞发生凋亡。

3.磷脂酸信号转导通路磷脂酸信号转导通路包括红细胞Xe-63磷酸酰肌醇3激酶(PI3K)、蛋白激酶B(AKT)等信号分子,能够介导细胞的增殖、存活、分化及凋亡。

在细胞凋亡过程中,PI3K/AKT通路可能会被抑制或者受损,从而加速细胞的凋亡。

4.线粒体途径线粒体途径是细胞凋亡的常见途径。

在细胞凋亡过程中,半胱氨酸蛋氨酸酰化酶(Caspase)能够调控线粒体的膜电位和导致损伤,从而导致线粒体的释放,释放出的线粒体产生信号分子,如细胞色素c、APOPT1等,进而启动细胞凋亡的程序。

5.特异性脂肪肝X受体(FXR)信号通路FXR是一种与肝脏疾病相关的核受体,研究表明,FXR信号通路与细胞凋亡密切相关。

FXR同样可以促进细胞凋亡,同时也可以在细胞死亡后通过TGFB信号通路来调控细胞的再生。

在总结上述的信号通路之后,我们可以发现,这些信号通路都是通过调控多种细胞分子,如结构蛋白、酶和膜蛋白的功能来达到调控细胞凋亡的目的的。

同时,这些不同的信号通路之间也有很多相互作用,相互影响的关系。

线粒体和细胞凋亡

无论从原始的生物线虫到高级的哺乳动物乃至人类,还是从生物体外周器官到中枢神经系统,细胞凋亡都广泛存在。

它作为生命的基本现象之一,可以发生在生理或病理条件下[1]。

最初人们仅从形态学表现的特征上加以认识,如胞膜对称性丧失、染色质凝集、细胞皱缩、DNA破碎、线粒体肿胀和凋亡小体形成。

随着科学的发展,人们开始发现线粒体在细胞凋亡中的起着重要的作用。

随着对细胞凋亡研究的深入,人们对线粒体与体细胞凋亡的关系有了新的认识。

2.1细胞凋亡的概念细胞凋亡是细胞程序性死亡(programmed cell death, PCD)是一种细胞自身有基因控制的主动性死亡过程,其形态特征为核染色体固缩、DNA片段化、胞质浓缩、胞膜皱缩并形成凋亡小体,生化上表现为DNA梯形条带。

而最新研究表明人类许多疾病都与其相关,如爱滋病、神经变性性疾病、骨髓发育不全综合征、酒精中毒性肝病、缺血性损伤, 尤其宫内窘迫所致胎儿缺血缺氧性脑损伤。

神经细胞的凋亡,更是目前关的焦点,凋亡程度与胎儿乃至新生儿的脑发育、智力发育密切相关[2]。

而科学家们发现,用溴化乙锭除去线粒体DNA(mtDNA)诱导一株人成纤维细胞凋亡,表明线粒体在细胞凋亡中起作用[3]。

现在认为,细胞凋亡有胞核和胞质两条途径,随着对细胞凋亡研究的深入,人们对线粒与体细胞凋亡的关系有了新的认识。

2.2细胞凋亡与细胞坏死区别细胞凋亡是细胞受基因调控的一种自然死亡过程,同细胞生长分化一样是生命活动中重要的细胞学事件。

细胞凋亡与坏死不同,是一种细胞遵循自身程序结束其生命的主动的细胞学过程,对机体清除衰老或受损细胞具有重要意义[4]。

细胞凋亡与坏死在形态特征上有明显的区别,凋亡细胞表现为染色质固缩,常聚集于核周边,呈境界分明的颗粒块状或新月形小体;细胞浆浓缩,密度增高;细胞核裂解为碎片,而线粒体形态结构保持完整(凋亡细胞细胞膜和线粒体的动态变化)。

坏死是一种由多种刺激所引起的非特异性细胞死亡。

细胞凋亡信通路详细与总结


p53
➢ p53 是一种抑癌基因;其生物学功能是在G期监视 DNA的完整性; 如有损伤;则抑制细胞增殖;直到 DNA修复完成; 如果DNA不能被修复;则诱导其调亡;
➢ 在依赖P53蛋白的细胞凋亡中;P53蛋白能特异地抑 制 Bcl2 的表达;但对 Bax 的表达则有明显的促进作 用; 在这些细胞中; P53蛋白的积累和活动引起了细 胞凋亡;
解 DNA; –CAD 为caspaseactivated 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 APO1; 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
=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 FasLFas ligand与 受Ffa体ass家又结族称;合作后AP;OFa1;s属三TN聚F化肿瘤使坏死因子受体和 NGF 胞后19内与93的接年D头人D蛋白区白细构胞象分改型国变际;然会议统一命名为 CD95;
凋亡促进剂,亦可作抑制剂,可与 BCL-2,BCL-X 和 E1B19K 结合
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
Bcl2家族 引自Katja C Zimmermann等2001
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