真核细胞周期调控与肿瘤93页PPT

合集下载

细胞周期调控PPT课件

MPF = P34cdc2(CDK1)+Cyclin B
（催化亚单位）
（调节亚单位）
第8页/共61页
The Nobel Prize in Physiology or Medicine 2001
"for their discoveries of key regulators of the cell cycle"
Rao和Johnson(1970、1972、1974) 以Hela 细胞为材料，发现M期细胞具有某种促进间期细胞进行分裂的因子，即促细胞分裂因子 (mitosispromoting factor ，MPF)。
第5页/共61页
2.cdc基因
Leland Hartwell、 Paul Nurse分别以不同的酵母为实验材料，发现了许多与细胞分裂有关的基因 (cell division cycle gene，CDC)。如芽殖酵母的 cdc28、裂殖酵母cdc2基因。
哺乳动物细胞周期中各时相不同cyclin的作用
第21页/共61页
四、CDK及其调控
CDK即细胞周期蛋白依赖性激酶 (cyclin–dependent kinase,CDK)，控制着细胞周期各期之间的顺序转换。CDK是一组相关联的Ser/Thr蛋白激酶，酵母中细胞周期进程主要由单一的CDK（P34cdc2/ cdc28）所控制。多细胞生物中，细胞周期各期之间的转换需要不同的CDK。
第10页/共61页
G 1/ S 检验点：在酵母中称 s t a r t 点，在哺乳动物中称R点(restriction point)，控制细胞由静止状态的G1进入DNA合成期，相关的事件包括：DNA是否损伤？细胞外环境是否适宜？细胞体积是否足够大？

《细胞周期与肿瘤》课件

细胞周期相关的药物研发与应用有哪些？
化疗药物
免疫治疗药物
小分子靶向药物
针对细胞周期不同期间的特点，如紫杉醇等。
是应用细胞周期基础研究成果进行免疫治疗的一类新型药物。
作用于肿瘤的不同特征分子，如EGFR、mTOR、VEGFR等。
结论和展望
细胞周期和肿瘤治疗研究方向已经从传统的化疗和放疗转化为更加个体化、高效、低副作用的研究。未来，细胞周期相关的药物研发和治疗是一个值得期待的领域。
包括几个族群，有Tumor Suppressor P53，Cyclin Dependent Kinase， Retinoblastoma Protein等。
肿瘤的形成与细胞周期紊乱的关系是什么？
细胞周期紊乱
是肿瘤形成的基础，与肿瘤细胞增殖活性增强有关。
肿瘤细胞的特点
生长无穷性、波动性、不受调控等特点。常见原因有外界损伤和遗传变异等。
治疗策略
细胞周期研究为肿瘤治疗提供了改善患者生存质量和延长寿命的策略思路。
细胞周期与肿瘤治疗的研究进展是什么？
1
1980s
导入细胞周期理论的抗肿V（Vinblastine）。
结合细胞周期调控机制的新型疗法—
—增强疗法和药物病毒联合治疗法。
3
2000s
靶向细胞周期蛋白的肿瘤治疗药物— —Ubenimex、TZM、PD330631、 Palbociclib等。
《细胞周期与肿瘤》PPT 课件
本课件将带您深入探讨细胞周期与肿瘤之间的关系，展示调控机制和药物研发的最新进展。
什么是细胞周期？
1 定义
细胞周期是细胞从生成到分裂再到两个子细胞分离形成独立个体的一段时期。
2 四个阶段
有严密的规律：G1期、S期、G2期和M期(包括有丝分裂和减数分裂)。

《细胞周期与调控》课件

的复制。
p53蛋白
p53蛋白是一个重要的肿瘤抑制因子，它可以影响S期的进程，当 DNA损伤时，p53蛋白可以诱导细胞停滞在G1期或G2期，以修复
损伤或避免复制异常的DNA。
S期的问题与进展
DNA损伤与修复
在S期，如果DNA受到损伤，复制会停止，细胞会尝试修复损伤。然而，如果损伤过于严重或无法修复，细胞可能会进入凋亡程序。
生长因子
生长因子通过与细胞表面受体结合，影响细胞生长和分裂。
细胞内信号转导
细胞内信号转导途径如MAPK、PI3K等参与G1期的调控。
转录因子
转录因子如E2F、p53等在G1期发挥关键作用，调控基因表达。
G1期的进展与问题
进展
随着对细胞周期调控机制的深入研究，人们发现了许多参与G1期调控的分子和信号途径。
随着DNA的复制，细胞体积略有增大，以满足DNA合成和细胞
生长的需求。
S期的调控因子
生长因子
一些生长因子如EGF、TGF等可以影响S期的起始和持续时间，调控DNA的复制过程。
细胞周期蛋白
细胞周期蛋白如Cyclin A、Cyclin E等在S期起到重要的调控作用，它们可以与CDK（细胞周期蛋白依赖性激酶）结合，促进DNA
细胞周期蛋白的调节因子
一些调节因子可以与细胞周期蛋白结合，影响其稳定性或磷酸化状态，从而调控细胞周期的进程。
激酶的调节作用
CDK激酶的活性调
节
CDK激酶的活性受到多种因素的调节，包括其自身的磷酸化和去磷酸化，以及与细胞周期蛋白的结合。
激酶之间的相互作
用
不同的激酶之间存在相互作用，可以相互调节对方的活性，从而影响细胞周期的进程。
01

细胞周期与调控]ppt课件

ppt课件完整
4
1.1.1 细胞周期
1.概念：
• 细胞从一次有丝分裂结束到下一次有丝分完成所经历的一个有序过程。其间细胞遗传物质和其他内含物分配给子细胞。
ppt课件完整
5
2. 细胞周期时相组成：
• 间期（interphase） G1 phase、S phase、G2 phase
• M phase 有丝分裂期（mitosis）胞质分裂期（cytokinesis）
• 密度梯度离心法
不同时期的细胞体积不同，而细胞在给定离心场中
沉降的速度与其半径的平方成正比。优点：用于任
悬浮培养的细胞，缺点：同步化程度较低。
ppt课件完整
23
3. 诱导同步法
胸腺嘧啶核苷(Thymine Deoxyribonucleoside)
当PLM开始下降时，表明处于S期最初阶段的细胞也已进入M期，所以出现LM到PLM又开始下降的一段时间等于TS。
从LM出现到下一次LM出现的时间间隔就等于TC，
TC=TG1+TS+TG2+TM，即可求出TG1长度。
ppt课件完整
18
ppt课件完整
19
• 事实上由于一个细胞群体中TC和各时相不尽相同，第一个峰常达不到100%，以后的峰会发生衰减， PLM不一定会下降到零，所以实际测量时，常以（TG2+1/2TM）-TG2的方式求出TM。
ppt课件完整
22
2. 选择同步化
• 有丝分裂选择法
使单层培养的细胞处于对数增殖期，此时分裂活
Байду номын сангаас
跃，有丝分裂细胞变圆隆起，与培养皿附着性低，
轻轻振荡，M期细胞脱离器壁，悬浮于培养液中，收

细胞周期调控与肿瘤

底物泛素化过程
RF家族中具有E3泛素连接酶活性的单体分子
泛素-蛋白酶体对细胞周期相关蛋白的降解
Cyclin周期性的出现和消失是细胞周期正常运行的前提，而这些蛋白的降解是通过泛素-蛋白酶体途径来完成的。
根据泛素连接酶的不同，参与细胞周期调控的泛素介导的蛋白质降解途径可以分为两类：依赖SCF（S期激酶缔合蛋白-淘汰素-F-盒）的泛素化途径和依赖APC（后期促进复合物）的泛素化途径。
细胞周期的完成，不仅仅是细胞数量上的一分为二，还意味着质量上的忠实复制。它依赖于一种负反馈机制---细胞周期检查点机制。
根据调控内容可以分为三类：DNA损伤检查点调控、DNA复制检查点调控、纺锤体组装检查点调控。
P53、ATM/ATR在DNA损伤检查点调控中起关键性作用。复制前复合物（执照蛋白）监控着DNA复制的开始。
E2F：是一个重要的转录因子家族,通过调节靶基因的转录活性在细胞周期、DNA复制、生长、分化、凋亡等多种细胞进程中发挥关键的作用。
CDK是细胞周期运行的引擎
CDK（细胞周期蛋白依赖性激酶）属于丝/苏氨酸激酶家族，有13个成员，分别被命名为CDK1~13。
如果把细胞周期看作是一种周而复始的运动，那么其推动力主要来自CDK，它是细胞周期的引擎。
细胞周期运行的调控
细胞周期是一个不可逆的过程。在正常情况下，一旦DNA复制开始了，随后就会进入有丝分裂状态，最终形成两个子代细胞。
细胞通常在G1期需要通过某些机制来决定是否进入细胞周期（S期），在哺乳动物细胞的G1 期里就存在一个限制点（R Point）。
调控限制点的分子机制主要通过pRb的磷酸化状态来实现的。
p21为CIP/KIP家族的代表，是p53下游的转录产物，可与多种cyclin-CDK复合物结合，抑制底物磷酸化作用导致G1 期阻滞。p21蛋白的C端抑制DNA复制的必需因子—增殖细胞核抗原（PCNA），使增殖细胞从G1期－﹥S期的过程受阻，以便修复受损的DNA或最终导致细胞凋亡。

细胞周期与肿瘤课件

所有Cyclin蛋白分子结构上，都有一个由100多个氨基酸组成的相对保守的区域，称为细胞周期盒，其主要功能是结合并激活 CDK，如果该区域突变，Cyclin与CDK的结合能力和激活功能同时丧失Cyclin蛋白质还含有特别的区间，能将相应的CDK引到特定的底物或亚细胞部位，因此，Cyclin蛋白质除了激活相应的CDK外，还有加强CDK对特定底物的作用Leabharlann 监控细胞周期监控机制的破坏：
G1-S过渡期：防止DNA受损细胞进入S期的DNA复制
G2-M过渡期：防止受损的DNA和未完成复制的DNA进入有丝分裂
p53依赖性机制：50%的人类肿瘤都存在P53基因的突变
p53非依赖性机制：发现或传感器（detect或sensor）；
制动或拘留（stop or arrest）；
2014-10-27
单击添加标题
细胞周期及肿瘤
前言
肿瘤的发生包含了流行病学、病因学、遗传等多方面因素，是一个多阶段多步骤的过程，但其恶性增生在生物学角度主要表现在两个方面：
（1）细胞凋亡障碍——肿瘤细胞的不灭性；
（2）细胞增殖失控——程序发生紊乱；
生命是如何生长，生存，繁衍和死亡？
生物钟（精密的程序）
5
蛋白质磷酸化：在G1期开始增加，这将有利于G1晚
期染色体结构成分的重排。非组蛋白、一些蛋白激酶在 G1期也可发生磷酸化，已知大多数蛋白激酶磷酸化发生于其丝氨酸或苏氨酸、酪氨酸部位
细胞各时相的动态变化
S期：
01
DNA大量复制：相关酶含量或活性可显著增高；按照
严格的时间顺序进行复制（早S期：GC含量高；晚S
成年细胞：细胞周期运行慢
神经元细胞：细胞周期几乎不运行
细胞周期：不运行—死亡

真核细胞周期调控与肿瘤ppt(共87张PPT)

27
CDK是一组丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶，需与相应的cyclin结合才能显示活性，故CDK称为依赖cyclin的蛋白激酶。
cyclin
不同阶段有相应的cyclin/CDK。
CDK
Cyclin/CDK
28
人们对CDK的认识，最初是通过研究培养细胞和酵母细胞而得到的。
目前已经确定的CDK有：裂殖酵母中CdC2；酿酒酵母中的CdC28、PHO85、KIN28以及人类细胞中CDK1～
不分裂细胞；不可逆的脱离细胞周期，丧失增值能力，但具有一定生理功能。如神经细胞、心肌细胞。
9
10
调节细胞周期的3类蛋白质: 细胞周期蛋白/素(cyclin， ) 细胞周期素依赖激酶 (cyclin-dependent kinase， )
细胞周期蛋白依赖性激酶抑制剂
（CDK inhibitory protein，）
有丝分裂期
为DNA复制的时期；
DNA合有丝分裂
开始的一段时期；
从细胞分裂开始到结束的一段时期。
DNA合成期
细胞分裂周期4个时相
3
G1期：
细胞周期的大部分时相处于G1期，动物细胞一般为6-12小时。该期主要的生化活动
是
。
S期：
此期一般持续6-8小时，其长短主要由基因组的复杂度决定。该期主要的生化活动是。
相似,并能结合和调节细胞周期蛋白依赖
激酶(cyclin-dependent kinase, CDK)活性的蛋白质。
17
周期素都是
，分别在细胞周期的不同
时期积累，激活CDK，使其具有催化关键底物磷酸
化的作用并调节底物活性。
在高等真核细胞中，周期素至少分为
等几大类。